特种铸造4第四章_陶瓷型铸造课件.ppt

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1、第四章陶瓷型铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造定义陶瓷型铸造分类陶瓷型铸造的优缺点陶瓷型铸造工艺陶瓷型铸造的应用4.1概述4.1.1定义：陶瓷型铸造是以硅酸乙酯为粘结剂，与耐火材料、催化剂和一些附加物混合搅拌成浆料，然后将浆料灌注成铸砂，在催化剂的作用下，液态的浆料逐渐发生胶凝、固化，再经过焙烧最终形成陶瓷型的铸型（芯）的一种精密铸造成形方法。用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法，陶瓷型铸造是在砂型熔模铸造的基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型是利用质地较纯、热稳定性较高的耐火材料作造型材料；用硅酸乙酯水解液作粘结剂，在催化剂的作用下，经灌浆、结胶、起模、焙烧等工序而制成的。由于使用的耐火材料

2、成分及其外观都与陶瓷相似，故称为陶瓷型。采用这种铸造方法浇出的铸件，具有较高的尺寸精度和表面光洁度，所以这种方法又叫陶瓷型精密铸造。4.2陶瓷型分类：陶瓷型的制造方法可分为两大类：一类是全部采用陶瓷浆料制造铸型法；另一类就是采用底套（相当于砂型的背砂层）表面再灌陶瓷浆料以制陶瓷型的方法。底套又分砂套和金属底套两种；小型陶瓷型铸件，常采用全部以陶瓷浆料制造的陶瓷型，其造型过程如下所示。1、首先将模型固定于模板上2、再套上砂箱3、然后将预先调好的陶瓷浆料倒入砂箱4、将上表面刮平，等待结胶硬化5、待浆料一旦出现弹性即可进行起模6、随即点火喷烧（吹压缩空气助燃）7、待火熄灭后，移入高温炉中

3、喷烧即成所需的陶瓷型。另一类就是带底套的陶瓷型。生产中常采用带底套的复合铸型，即与液体金属直接接触的面层，灌注陶瓷浆料，而其余部分用砂套或金属套代替。完全陶瓷型铸造砂套陶瓷型铸造目前生产上应用最广泛的是CO2水玻璃砂底套陶瓷型。CO2水玻璃套有强度高，透气性好制作简便道优点。其特殊之处，在于事先要准备两个模型，一个用于灌陶瓷浆料的铸件模（A模），另一个用于制造底套（B模）其尺寸较（A模）大．陶瓷型铸件表面粗糙度可达Ra10～1.25微米,尺寸精度高达3～5级,能达到少无切削加工的目的。陶瓷型铸造生产周期短，金属利用率高。最大铸件可达十几吨，陶瓷型铸造模具的使用寿命可与用机械加工方法

4、制成的模具相媲美，而制造成本则比用机械加工方法制成的模具低。小结：陶瓷型铸造的特点：铸件的表面质量好：表面光洁度高；尺寸精度高。可以铸造大型铸件。投资少，投产快，生产准备周期短。原材料价格昂贵。小批量生产，难于实现机械化自动化。6.3陶瓷型铸造工艺工艺流程：6.3.1陶瓷型所用的造型材料陶瓷型所用的造型材料包括耐火材料、粘结剂、催化剂、脱模剂、透气剂等。1．耐火材料，陶瓷型所用的耐火材料要求杂质少，熔点高和高温热膨胀系数小。可作陶瓷型的耐火材料有刚玉粉、铝矾土、碳化硅及锆砂粉等。2．粘结剂，陶瓷型常用的粘结剂是硅酸乙酯水解液。3．催化剂，陶瓷浆料所用的催化剂有氢氧化钙、氧化镁、氢氧

5、化钠以及氧化钙等。脱膜剂，常用的脱模剂有上光腊，变压器油，机油、有机硅油及凡士林等。5．透气剂，在陶瓷浆料中加入透气剂以改善陶瓷型的透气性。常用的透气剂是双氧水，其加入量为耐火粉料重量的0．2～0．3%。陶瓷型所用的造型材料（1）耐火材料决定陶瓷型使用性能的主要因素是耐火材料。因此，合理选用耐火材料是关系到陶瓷型工艺的关键问题。选用耐火材料时需要考虑三方面的问题；物理性能、化学成分和粒度以及粒度的分布。表9-1列出了陶瓷型铸造常用的耐火材料的物理性能与化学成分。表6-1陶瓷型用耐火材料的性能及成分名称化学成分（质量分数，％）性能Al2O3SiO2ZrO2Fe2O3CaO＋MgO熔点

6、/℃密度/(g/cm3)线胀系数/K-1硅砂＜2.0＞97－＜0.5－17132.6512.5×10－6刚玉＞97＜0.25－＜0.15－20453.95～028.6×10－6棕刚玉＞95－－－－19003.95～028.6×10－6煤矸石41～4654～511～1.50.4～0.81700～17902.62～2.655.0×10－6铝钒土＞80.0－－0.8～1.40.7～0.4≈18003.2～3.4(5.0～5.8×10－6莫来石＞67.0－－－－18002.8～3.15.4×10－6锆砂＜0.30＜33.0＞65.0＜0.4－24307～96×10－6（2）粘结剂陶瓷型常用

7、的粘结剂是硅酸乙酯，硅酸乙酯经过水解才具有粘结能力。水解时要加水、盐酸及乙醇等化学物质。水解后产生硅溶胶，再在催化剂的作用下，转变成凝胶，将耐火材料牢固粘结在一起，形成铸型。水解硅酸乙酯粘结剂，由于不含Na2O等杂质，表面张力大和粘度小，故粘结性能好。硅酸乙酯只有经过水解反应后，才能变为硅酸胶体溶液。所谓的水解反应就是硅酸乙酯和水及溶剂酒精，通过酸的催化作用而发生的反应，其实质是硅酸乙酯中的乙氧基C2H5O被水中的羟基（OH）所取代，同时发生聚缩反应。水解反应方程式如