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1、精密铸造特种铸造及有色合金2004年第3期硅溶胶型壳的制壳工艺参数)))对硅溶胶型壳的几点认识之二X中国科学技术大学许云祥蓬莱金创精铸阀业有限公司鲁蕊李磊摘要硅溶胶型壳的面层和背层对硅溶胶和耐火粉料的要求是不一样的。分析了硅溶胶胶粒直径和分布、锆英粉中(ZrHf)O2和Fe2O3的含量、耐火粉料的粒度等对型壳质量的影响。面层和背层制壳对干燥室的温度、湿度、风速有不同的要求,应分别制订不同的工艺规范。关键词:熔模铸造硅溶胶制壳锆英粉中图分类号:TG249.5文献标识码:A文章编号:1001-2249(2004)03-0
2、055-04料很难使用,此时的面层浆料在涂挂到蜡模上后,浆料1面层制壳中的锆英粉将聚沉而偏析分布,造成蜡模表面的面层浆料中的粉液比分布不均匀,涂挂后可明显看到浆料层颜1.1面层浆料和撒砂色深浅分布不一,颜色浅的即粉液比更低的部位,浇注由硅溶胶-锆英粉面层浆料制作的型壳具有良好的后该部位相应铸件表面将粗糙。因此只有采用胶粒直高温强度和热稳定性、热膨胀系数小、与钢液界面有良径较小的硅溶胶才有可能适当降低粉液比。好的润湿特性,因此被广泛用于熔模铸造浇注优质铸件。目前该种面层浆料中所采用的基本是SiO2的质量分数为30%的硅
3、溶胶,胶粒直径有的工厂采用10~20nm的通用胶,有的工厂采用8~10nm面层胶。必须指出,胶粒直径对浆料的特性有很大影响。胶粒直径细则所含自由水少,胶凝起始收缩小,胶凝起始强度建立快,有利于浆料与蜡模良好粘附,型壳不易开裂剥离。胶粒直径小,型壳的干燥强度也较高,浆料的粉液比比图1粉液比与铸件表面粗糙度关系示意图较低,面层透气性较好,蒸气脱蜡时型壳不易开裂,从而硅溶胶-锆英粉浆料中,锆英粉的化学成分应有严有利避免铸件产生飞边、流纹等缺陷。透气性好还有利格要求,对普通件,(ZrHf)O2的质量分数应大于65%,重于浇注
4、时金属液的充填,减少冷隔、浇不足产生的可能要件应大于66%。作者曾化验过国内几家主要锆英粉¹#性。试验指出,面层浆料粘度(4詹杯)25s和40s相供应商供应的锆英粉,其(ZrHf)O2的质量分数普遍大于比,采用25s浆料的浇不足率较40s降低了15%。面65%。但是Fe2O3等低熔点氧化物的含量则不然。Fe2O3层浆料粉液比的降低会不会影响铸件表面粗糙度?目含量对铸件表面粗糙度有很大影响。ZBJ31005对一级前普遍倾向于提高粉液比有利于改善铸件表面粗糙度。锆英粉要求w(Fe2O3)[0.15%,HB5349)86对
5、一级锆但是粉液比的提高对改善表面粗糙度是有一定限度的,英粉要求w(Fe2O3)[0.30%,此两标准的要求低了。图1为粉液比与铸件表面粗糙度关系的示意图。当粉对于普通件,所用锆英粉的Fe2O3的质量分数应控制小液比较低时,提高粉液比有利于改善铸件表面粗糙度,于0.10%,重要件应小于0.05%。面层浆料配制时还需但当粉液比增加到一定程度以后再提高粉液比对表面加入润湿剂和消泡剂,使用时应选购纯度高的润湿剂和粗糙度Ra的降低作用已很小;而此时进一步提高粉液消泡剂,以免带入杂质污染浆料。比带来了降低面层透气性的负面影响。为
6、了兼顾透气面层型壳的透气性对金属液充填特性和脱蜡性均性,对于硅溶胶-锆英粉面层浆料,粉液比以3.2~3.4有较大影响。图2所示为面层涂料用耐火粉料的粒度为宜。分布对金属液充填特性的影响。面层浆料中的耐火粉但是当硅溶胶胶粒直径较大时,粉液比低的面层浆料粒度过细将造成金属液充填不良。但是面层浆料中X许云祥,男,1939年出生,教授,中国科学技术大学离退休办,合肥(230051),电话:0551-3422865,E-mail:j119xu@ahhf.cnuninet.net收稿日期:2003-10-25¹山屋洋树著.许云祥
7、编译.精密铸造实用技术.内部资料,2002.55特种铸造及有色合金2004年第3期X粒度粗于150目的耐火粉料较多时,铸件表面粗糙。因温22~24e、湿度50%~70%。最佳湿度控制在(60此粒度分布以300~350目为佳。?5)%。面层干燥忌风,但对于简单小件,为缩短干燥时间也可微风。2背层制壳2.1背层浆料与撒砂背层普遍采用硅溶胶-莫来石粉(煤矸石粉)浆料,所用硅溶胶要求w(SiO2)=30%、胶粒直径10~20nm。前面已经谈到,10nm和20nm胶粒直径的硅溶胶所含自由水的量差异很大,因此配制的粉液比(同粘度
8、时)及性能也有很大差异。在使用中,有的企业反映国产硅溶胶比进口硅溶胶所制型壳的高温强度高,但透气性及溃散性差,其主要原因是国产硅溶胶的胶粒直径偏大、粒径散布宽。因此严格地说,硅溶胶生产厂应将生产的背层硅溶胶的种类按平均胶粒直径细分为2~3类,以供精铸工厂选用。例如12~14nm,16~18nm两类,或10~12nm,14~16nm,18~20n
