我廠現有的水玻璃制殼工藝工時短、成本較低，但因型殼強度等因素影響導致質量一致性較差。而外界熔模鑄造同行應用硅溶膠作為粘結劑，其型殼具有良好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并具有較高的高溫強度和高溫抗變形能力，尤其是應用于高溫合金鑄件時就更能顯示其優越性。但全部采用硅溶膠型殼費用偏高，工時較長。我廠開始試驗在提升產品質量同時工時、成本等無顯著提高的工藝方案----復合型殼。?復合型殼是通常指兩種粘結劑制造的型殼，硅酸乙酯、硅溶膠和水玻璃三種粘結劑兩兩組合而成的復合型殼，其中硅酸乙酯涂料與蠟模潤濕性號，涂料層干燥較快，濕強度高，但溶劑容易揮發，涂料穩定性較差[1]。為降低成本，結合我廠已有基礎，現采用水玻璃-硅溶膠復合工藝，即表面層和二層采用硅溶膠制殼工藝、加固層采用水玻璃制殼工藝的復合工藝。?

動粘度小于 8×10-6m2/s;根據使用經驗，運動粘度小于 8×10-6m2/s 即可用于熔模鑄造，而小于 4×10-6m2/s 的硅溶膠則非常有利于配制優質涂料[2]。?

粒子直徑既影響粘結劑的穩定性又影響型殼強度，故綜合考慮，熔模鑄造用硅溶膠粘結劑的粒子直徑應在 9-20mm 之間為宜；?Na2O 時硅溶膠的穩定劑，一般含量在 0.2%～0.6%； pH 值位于 8.5-10.5 的堿性范圍內，具有較高的穩定性[3]。?

硅溶膠技術參數如下：?

2.2 砂、粉?

砂、粉的選擇要選用化學穩定性好的較純的耐火材料以防止與金屬液及氧化物發生反應。?我廠選用莫來石砂為 30-60 目、16-30 目；莫來石粉 270 目、325 目，其中 SiO2含量51%～53%；AL2O3含量為 45%～46%，均為安徽金巖高嶺土開發有限公司產品，粒度按照要求，主篩含量≥85%。?

2.3 活性劑、消泡劑?

硅溶膠涂料穩定性高，型殼高溫強度好，但對蠟模濕潤性差，為使水基硅溶膠涂料能很好涂掛在蠟模上，必須在面層涂料中加入潤濕劑以改善涂料的涂掛性。但潤濕劑常常具有發泡性，會使涂料含氣泡，所以必須加入消泡劑消除氣泡。?表面濕潤劑：JFC;消泡劑：正辛醇、YQ-C01 有機硅消泡劑。?

3 硅溶膠-水玻璃復合型殼工藝?

3.1 硅溶膠涂料?

3.1.1 加料順序?

將硅溶膠加入 L 形沾漿機中，開啟沾漿機，慢速旋轉。按照加入硅溶膠質量分數的0.1-0.3%比例加入潤濕劑 JFC，混均勻。按照預定的粉液比加入耐火材料，防止結塊。3-4小時后，按涂料質量分數的 0.03-0.08%比例加入消泡劑正辛醇（有氣味且為一次性消泡，無法抑制后續氣泡再生）或有機硅消泡劑（無氣味、抑制性消泡）。?面層涂料與二層涂料區別在于面層涂料與蠟模直接接觸，而二層涂料主要作用是連接面層和加固層，故二層涂料配制時無須加入潤濕劑和消泡劑，其他加料順序與面層抑制。?

3.1.2 過程控制?

配制時，可以通過添加耐火材料或硅溶膠調整粘度過低或過高，初測粘度（加入消泡劑后半小時）可比要求的粘度稍高，涂料攪拌均勻后（面層 24 小時，二層 10 小時）粘度會略有下降。按下表中配制時初測粘度可比工藝范圍高 5-8s。?使用過程中，可添加蒸餾水降低增加的涂料粘度，不可添加硅溶膠以免破壞涂料粉液比。?

3.2 硅溶膠制殼?

3.2.1 制殼流程?

面層制殼：將組合完畢的模組浸入面層涂料漿中旋轉后取出，滴除多余涂料，注意孔洞和尖角處的氣泡；然后將覆有均勻涂層的模組伸入淋砂機中翻轉，均勻覆砂；覆砂后送往風干間進行風干。?

二層制殼：將風干一定時間的模組浮砂抖掉，為防止分層將模組浸入硅溶膠浸濕劑中，滴凈后浸入二層涂料旋轉后取出，滴除多余涂料，伸入淋砂機中翻轉，覆砂后送到風干間進行風干。?

3.3 水玻璃型殼?

為防止型殼開裂及兩種粘結劑良好的過渡，硅溶膠二層型殼在徹底風干之后，需要將模組浸入預濕劑中，再進行粘涂料、撒砂、硬化、風干等水玻璃制殼工序。水玻璃加固層型殼則按照我廠水玻璃制殼工藝進行，這里不進行贅述。?

3.4 脫蠟?

因模料的熱膨脹系數大于型殼的熱膨脹系數，脫蠟慢將導致型殼脹裂。所以脫蠟的要點是高溫快速脫蠟。我廠脫蠟方式有近常壓蒸汽脫蠟裝置和熱水脫蠟，為防止了熱水脫蠟中型殼浸泡后硅溶膠面層回溶以及水沸騰導致的砂礫等雜物浸入型腔等問題，復合型殼采用蒸汽脫蠟裝置。制殼后風干結束的型殼進行脫蠟，脫蠟時間 20-25min。?

3.5 焙燒?

焙燒的目的主要是去除型殼中水分、殘余蠟料等揮發物，使型殼在后序澆注時有低的發氣性和良好的透氣性，其次高溫焙燒可改善型殼的高溫力學性能，第三高溫型殼可減少鐵水與型殼溫差，提高充型能力。?我廠原水玻璃型殼焙燒溫度較低，現復合型殼焙燒溫度達到 880℃-950℃。?

3.6 澆注?

復合型殼透氣性受前兩層硅溶膠型殼影響比全水玻璃型殼差，特在復合型殼蠟樹上添加排氣通道（蠟件上端與澆口杯邊緣連接）。依據不同材質、結構的產品設置不同的型殼溫度及澆注溫度。?

3.7 清理?

待型殼溫度降至室溫即可進行后序清理，復合型殼在型殼潰散性方面比全水玻璃型殼差，但要較全硅溶膠型殼強。震殼及拋丸過程時間會稍微增加。?

總結?

1、 復合型殼取代水玻璃型殼的氯化銨硬化部分，完全采用氯化鋁硬化，無氨氣釋放，改善了員工工作環境；?

2、 復合型殼有效的提高型殼表面質量，表面粗糙度可提升 1-2 個等級，限于廠內拋丸系統鋼丸粒度限制，粗糙度無顯著改善；?

3、 硅溶膠涂料的日常質量控制對鑄件質量有顯著影響，日常需對涂料度、比重、pH、涂層均勻性進行監控；?

4、 硅溶膠型殼的風干，即脫水膠凝過程需要控制好溫度及濕度，有利于保證鑄件表面質量。