熔模鑄造的鑄型可分為實(shí)體型和多層型殼兩種,目前普遍采用的是多型殼。
熔模鑄造中型殼的制造
將模組浸涂耐火涂料后,撒上料狀耐火材料,再經(jīng)干燥、硬化,如此反復(fù)多次,使耐火涂掛層達(dá)到需要的厚度為止,這樣便在模組上形成了多層型殼,通常將近其停放一段時(shí)間,使其充分硬化,然后熔失模組,便得到多層型殼。
多層殼有的需要裝箱填砂;有的則不需要,經(jīng)過焙燒后就可直接進(jìn)行澆注。
在熔失熔模時(shí),型殼會(huì)受到體積正在增大的熔融模料的壓力;在焙燒和澆注時(shí),型殼各部分會(huì)產(chǎn)生相互牽制而又不均的膨脹的收縮,因此,金屬還可能與型殼材料發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)。所以對(duì)型殼便有一定的性能要求,如小的膨脹率和收縮率;高的機(jī)械強(qiáng)度、抗熱震性、而火度和高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性;型殼還應(yīng)有一定的透氣性,以便澆注時(shí)型殼內(nèi)的氣體能順利外逸。這些都與制造型殼時(shí)所采用的耐火材料、粘結(jié)劑以及工藝有關(guān)。
制造型殼用的材料
制造型殼用的材料可分為兩種類型,一種是用來直接形成型殼的,如耐火材料、粘結(jié)劑等;另一類是為了獲得優(yōu)質(zhì)的型殼,簡(jiǎn)化操作、改善工藝用的材料,如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。
目前熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及硅酸鋁耐火材料,如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時(shí)也用鋯英石、鎂砂(MgO)等。
粘結(jié)劑
在熔模鑄造中用得最普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液(簡(jiǎn)稱硅酸溶膠),如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸(H2SiO3)和溶劑,有時(shí)也有穩(wěn)定劑,如硅溶膠中的NaOH。
硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結(jié)劑;水玻璃殼型易變形、開裂,用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國(guó),當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí),水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn);硅溶膠的穩(wěn)定性好,可長(zhǎng)期存放,制型殼時(shí)不需專門的硬化劑,但硅溶膠對(duì)熔模的潤(rùn)濕稍差,型殼硬化過程是一個(gè)干燥過程,需時(shí)較長(zhǎng)。
熔模鑄造的制殼工藝
制殼過程中的主要工序和工藝為:
1)模組的除油和脫脂
在采用蠟基模料制熔模時(shí),為了提高涂料潤(rùn)濕模組表面的能力,需將模組表面的油污去除掉。
2)在模組上涂掛涂料和撒砂
涂掛涂料以前,應(yīng)先把涂料攪拌均勻,盡可能減少涂料桶中耐火材料的沉淀,調(diào)整好涂料的粘度或比重,以使
熔模鑄造流程涂料能很好地充填和潤(rùn)濕熔模,掛涂料時(shí),把模組浸泡在涂料中,左右上下晃動(dòng),使涂料能很好潤(rùn)濕熔模,均勻覆蓋模組表面。涂料涂好后,即可進(jìn)行撒吵。
3)型殼干燥和硬化
每涂復(fù)好一層型殼以后,就要對(duì)它進(jìn)行干燥和硬化,使涂料中的粘結(jié)劑由溶膠向凍膠、凝膠轉(zhuǎn)變,把耐火材料連在一起。
4)自型殼中熔失熔模
型殼完全硬化后,需從型殼中熔去模組,因模組常用蠟基模料制成,所以也把此工序稱為脫蠟。根據(jù)加熱方法的不同,有很多,脫蠟方法,用得較多的是熱水法和同壓蒸汽法。
5)焙燒型殼
如需造型(填砂)澆注,在焙燒之前,先將脫模后的型殼埋箱內(nèi)的砂粒之中,再裝爐焙燒。如型殼高溫強(qiáng)度大,不需造型澆注,則可把脫模后的型殼直接送入爐內(nèi)焙燒。焙燒時(shí)逐步增加爐溫,將型殼加熱至800-1000℃,保溫一段時(shí)間,即可進(jìn)行澆注。