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精密鑄造制殼工藝的優缺點

目前國內精鑄生產中主要制殼工藝的優缺點如下：

1、目前國內精鑄件生產中廣泛采用的制殼工藝有以下3種：A、水玻璃型殼；B、復合型殼；C、硅溶膠型殼；D水玻璃型殼這一工藝在國內已有近50年的生產歷史，其廠點數至今仍在我國精鑄廠家中占有相當比重。多年來由背層型殼耐火材料的改進和新型硬化劑的推廣應用，水玻璃型殼強度有了成倍增長，鑄件表面質量、尺寸精度及成品率有了很大提高。低廉的成本、最短的生產周期、優良的脫殼性能及高透氣性至今仍是其他任何型殼工藝所不及的。

1.1存在的主要問題

（1）水玻璃粘結劑固有的缺點是Na2O含量高，型殼高溫強度、抗蠕變能力遠不及硅溶劑型殼。加之面層耐火料采用價低質次、粒度級配不良的石英砂（粉），因而必須不能獲得高質量的精鑄件。

（2）型殼生產條件差，缺乏嚴格的生產過程及參數的控制。由于硬化劑的強腐蝕性，除塵設備簡陋，很少車間有恒溫、恒濕、除塵的生產環境。影響型殼和鑄件質量的涂料配制、硬化、風干、脫蠟等工序，極少按行業規定的操作規范嚴格控制。型殼風干處的溫度、濕度、風速等更是不加控制，故常在高、低溫或梅雨季節發生批量報廢的質量事故。總之，大部分工廠停留在手工作坊階段，靠技藝而不是靠科學的質量管理進行生產。這是水玻璃型殼數十年來鑄件質量不穩定、廢品率、返修率高的重要原因之一。

2、復合型殼目前不少工廠將第一、二層改用鋯英粉及莫來石粉，硅溶膠型殼。背層仍要用原有水玻璃型殼工藝。它是結合硅溶膠型殼的優良表面質量和水玻璃低成本、短周期的優點的一種改進方案。與水玻璃型殼相比，其鑄件表面質量有了很大提高，表面粗糙度降低、表面缺陷減少、返修率下降。生產周期與水玻璃型殼相近。

2.1存在的主要問題

（1）由于背層保留了水玻璃粘結劑，故其型殼整體高溫強度、抗蠕變能力比硅溶膠型殼低，澆注的鑄件尺寸精度及形位公差均比不上硅溶膠型殼。

（2）透氣性不如水玻璃型殼也不如硅溶膠型殼，型殼高溫強度不及硅溶膠型殼，易造成廢品。

（3）復合型殼鑄件質量穩定性比水玻璃好，但遠不如硅溶膠型殼。

（4）復合型殼由于采用價高的鋯英粉作面層，其型殼成本是水玻璃型殼的4.5倍，若背層采用莫來石砂粉，其型殼成本與硅溶膠型殼成本相差無幾，其成本低的優勢并不明顯。

（5）復合型殼不能使用中溫蠟料。中溫蠟不能使用熱水脫蠟。在高壓釜中脫蠟時，由于高溫、高壓，中溫蠟液會與背層中的水玻璃及殘留硬化劑產生劇烈的皂化反應，不經回收處理無法回用。

3、硅溶膠型殼20世紀60年代，硅溶膠作為陶瓷殼型粘結劑應用于鑄造領域，立即以其無可比擬的優勢逐步取代了曾經廣泛使用的制備工藝繁雜、有污染、成本高的水玻璃和硅酸乙脂水解液。實踐證明，用硅溶膠液作為陶瓷殼型粘劑具有下列優點：配制工藝簡便，涂料便于貯存，浸涂用過的料漿調整成分后可繼續使用，減少材料消耗，浸涂工藝性能穩定，容易操作，取消了用硅酸乙脂水解液時的氨干，工作環境得到改善，采用可控濕度的熱風干燥，殼型強度高，采用水基硅溶膠，安全性好。據稱，從硅酸乙酯改用硅溶膠后，能源消耗減少20~30%，殼型合格率提高15~20%，工作環境大大改善。

3.1硅溶膠（低溫蠟）型殼低溫蠟成型容易、設備簡單，蠟模表面粗糙度相差不大，工藝比復合型殼質量穩定，尤其是鑄件尺寸精度高，因它沒有水玻璃存在，型殼高溫性能好，焙燒后型殼透氣性高，抗蠕變能力強，既可適用于薄壁件，復雜結構的中小件，又可生產重達50~100kg的特大件。

3.1.1存在問題

（1）由于采用低溫蠟，大部分型殼在水中脫蠟，難免有皂化物殘留進入型殼中易產生鑄件表面夾雜，返修率稍高。

（2）制殼生產周期長是它的最大缺點和不足，尤其在生產大件，有深孔、深槽件時，每層干燥常用24~48h。

（3）硅溶膠型殼（低溫蠟）型殼成本較水玻璃型殼高5倍，比復合型殼高17%。鑄件成本相應較高。

3.2硅溶膠（中溫蠟）型殼國際上通用的精鑄件生產工藝，它具有最高的鑄件質量、最低的返修率，特別適合于表面粗糙度要求高，尺寸精度高的中小件、特小件。

3.2.1存在問題

（1）成本高，其型殼生產成本是水玻璃型殼的8倍。比低溫蠟硅溶膠型殼也高也25%。

（2）生產周期與低溫蠟硅膠溶膠型殼相同，比水玻璃及復合型殼長得多。

（3）生產中大件往往要采用中溫液態蠟及高壓注蠟，厚壁蠟模易縮凹，鑄件尺寸精度并不太高。中大件對尺寸精度、表面粗糙度要求也沒有小件那么高，故中大件較少采用硅溶膠（中溫蠟）型殼。

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