精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺

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1、精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺张清，陈玉平（无锡职业技术学院，江苏无锡214121）摘要：介绍用石蜡-硬脂酸低温模料，生产铸件的熔模和用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造铸件的模壳的工艺要求。主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的，为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。关键词：熔模铸造；熔模；熔模面层涂料；粘结剂；硅溶胶；模壳；焙烧用石蜡-硬脂酸低温模料，制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模（习称腊模）；用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳

2、。主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺，从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。1熔模制造工艺1.1模料的成分及性能应满足原材料检验要求熔化蜡料，各种化腊工具均需作好清洁工作，化蜡器械每月至少清理一次，不允许水、污物进入蜡液，严禁蜡液过热。糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅拌的蜡液中，加入量视具体情况而定。糊状蜡的温度45℃～48℃。糊状蜡搅拌充分均匀，防止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷，避免因糊状蜡过稠造成压不足、皱皮或因太稀而冷却时间过长造成开裂变形。1.2工艺参数模料配比：石蜡50%，硬脂酸50%（重量比）；模料熔化

3、后保温温度：70℃～75℃；蜡液温度不超过90℃。1.3压制蜡模1.3.1工艺参数制蜡间温度：18℃～27℃；蜡料温度：45℃～48℃；压型温度：20℃～25℃；压注压力：0.1MPa～0.3MPa；压蜡枪预热温度：35℃～45℃；蜡模冷却水温度：15℃～25℃；开型时间：1min左右。1.3.2操作要求压腊前先检查模具型号是否符合要求。压腊前必须清理压型表面残余蜡、水滴及其它附着物，清理时尽量不使用钢刀，以免损坏模具，压型及活块保持干净，压蜡完毕后模具应擦净上油，按规定存放。压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂，以便脱模快速方便。脱模剂

4、用变压器油，用干纱头或纱布沾上脱模剂后，在模具活块上擦拭，力求稀薄均匀，决不允许肉眼能看见油迹。蜡模取出后，放置于冷却水中的时间不超过20min。1.4蜡模修整除去蜡模上多余的飞边毛刺及注蜡口的修平，其它部位不允许修整，修整时不允许碰坏铸件工作表面，机加工基准面不允许焊接及修整。1.5蜡模焊接蜡模经自检和专检合格后方可进行焊接。按模组要求进行焊接，蜡模间距大于5mm。蜡模及浇口焊接温度80℃左右，焊接必须光滑，保证蜡模及浇口间的光滑过度，不允许有蜡痘、凹缝存在，浇口必须用烫刀烫平，不允许刮平，无凹凸缺陷。不允许有虚焊存在，保证焊接强度。1.6

5、蜡模清洗配制浓度为0.2%～0.3%的中性皂液，皂液温度20℃～25℃，模组先在皂液中清洗，用软毛刷去除表面油污，然后在20℃～25℃的水中清洗干净，除去过剩皂液，保证蜡模表面涂挂性能。1.7蜡模检验以自检为主，专检为辅，不合格的蜡模不允许焊接成模组。检验员对蜡模组进行检验，包括外观质量检验（蜡模100%进行外观检验，表面不允许存在缩陷、裂纹、皱皮、鼓包）和尺寸检验（抽检蜡模尺寸形状），并对制蜡工艺进行控制。2硅溶胶模壳工艺2.1精铸用粘结剂硅溶胶的技术要求熔模铸造用硅溶胶无国家标准，只有航空工业标准HB5346-1986《熔模铸造用硅溶胶》

6、技术要求（见表1）.硅溶胶是一种优质硅溶胶熔模铸造用水基粘结剂，生产用于所有层（面层和背层）。硅溶胶易配制成高粉液比的优质涂料，涂料稳定好。用于硅溶胶制成的型壳不需化学硬化，型壳制造过程中无空气污染。表1熔模铸造用硅溶胶技术要求牌号化学成分/%物理性能其它SiO2Na2O密度/g·cm-3PH值运动粘度/mm2·s-1SiO2胶粒直径/mm外观稳定期GRJ-2624～28≤0.31.15～1.199～9.5≤67～15乳白或淡青色无夹杂≥1年GRJ-3029～31≤0.51.20～1.229～10≤89～202.2硅溶胶涂料配比正确地选择各种

7、原材料配比，保证涂料有适当的比重和粘度，是涂料控制的关键（见表2）。硅溶胶涂料中，除了硅溶胶和耐火粉以外，还有一定量的表面活性剂（江苏省海安石油化工厂生产的脂肪醇聚氧乙烯醚即JFC）及消泡剂（正辛醇）。表2硅溶胶涂料液的配方种类单位面层（1）2～3层4～5层最外层硅溶胶kg10101010锆英粉kg380.3煤矸粉kg30201.2润湿剂g20消泡剂g20粘度s30～353010～1515～202.2.1硅溶胶涂料的配比原则控制涂料粘度以达到稳定制壳质量的目的，配制时按当时的实际情况，当零件壁薄、复杂或带有深陷时，涂料粘度取下限，反之取上限。

8、2.2.2配制工艺按涂料的配方取一定量的耐火材料、润湿剂、消泡剂，先将润湿剂及消泡剂加入涂料桶中，然后加入硅溶胶，开始搅拌，在不断搅拌过程中加入耐火材料，待全部加入