熔模鑄造型殼對(duì)鑄件質(zhì)量如精度等均有影響,生產(chǎn)中應(yīng)重視型殼制造環(huán)節(jié)。
1、型殼概述
常用的熔模鑄造型殼制造工藝過程:模組脫脂—上涂料—撒砂—型殼干燥、硬化—上封漿層—脫蠟—焙燒。先制1~2層面層型殼,然后為3~6層背層型殼,最后為1層封閉層(只上涂料不撒砂)。這樣制成的型殼有兩種不同的構(gòu)造,一般中小件用型殼以整體型殼較佳。
為保證鑄件質(zhì)量對(duì)型殼有下列性能要求:型殼強(qiáng)度、抗變形能力、透氣性、線量變化、導(dǎo)熱性、熱振穩(wěn)定性、熱化學(xué)穩(wěn)定性等。
型殼材料不同,制殼工藝不同,型殼性能可能有很大的差距。最常見的分類方法是將型殼分為水玻璃型殼、硅溶膠型殼和硅酸乙酯型殼三類。從型殼性能上看后兩類均為優(yōu)質(zhì)型殼,可用于高精度鑄件生產(chǎn)中。兩者相比,硅溶膠型殼制造利于環(huán)保,故應(yīng)用越來越多。水玻璃型殼主要應(yīng)用于低精度鑄件生產(chǎn)上。
2、制殼用耐火材料
制殼耐火材料占型殼重量的90%以上,其性能對(duì)鑄件質(zhì)量有影響。制殼耐火材料應(yīng)具有下列性能:有足夠的耐火度,小而均勻的熱膨脹系數(shù),好的熱化學(xué)穩(wěn)定性,能保證型殼足夠的強(qiáng)度,粒度合適,價(jià)廉無毒等。
2.1 硅砂
硅砂在高溫下呈酸性,熔化溫度為1713℃,當(dāng)含有雜質(zhì)時(shí),熔點(diǎn)降低。由于相變加熱時(shí)線膨脹系數(shù)大而不均勻,因此硅砂不是一種優(yōu)質(zhì)的制殼耐火材料。但價(jià)廉,在國內(nèi)仍應(yīng)用較多。硅砂(粉)適用于精度要求不高的碳素鋼、低合金鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金鑄件。當(dāng)用來澆注含鎳較高和含有鋁鈦等活潑元素的合金時(shí),鑄件表面容易產(chǎn)生粘砂、麻點(diǎn)、氧化夾渣等缺陷,不能使用。
2.2 熔融石英
熔融石英(石英玻璃)是用天然高純度二氧化硅經(jīng)電爐在高于1760℃時(shí)熔融,隨后快速冷卻而制成的。此過程將晶型SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w的玻璃溶體,玻璃溶體又有透明和不透明兩種。
熔融石英融化溫度約為1713℃,熱導(dǎo)率低,熱膨脹系數(shù)幾乎是所有耐火材料中最小的(0.51~0.63)*10-6/℃,因而它具有極高的熱振穩(wěn)定性,在焙燒和澆注的過程中熔融石英型殼很少因溫度劇變而破裂,是理想的熔融鑄造制型、芯的耐火材料,但價(jià)格較貴。
2.3 電熔剛玉
電熔剛玉又稱白剛玉,其熔點(diǎn)2050℃,密度大,為3.99~4.02g/cm3,結(jié)構(gòu)致密,導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小。它屬于兩性氧化物,在高溫下常呈弱堿性或中性,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,是優(yōu)質(zhì)的熔模鑄造制殼耐火材料。
2.4 鋯砂
鋯砂又稱硅酸鋯,熱導(dǎo)率較大,熱膨脹系數(shù)較小,高純度時(shí)其熱化學(xué)穩(wěn)定性較好,是一種優(yōu)質(zhì)制殼耐火材料,廣泛用于非高溫合金、高合金鋼的高精度鑄件型殼面層材料。