熔模铸造制壳的三种基本工艺(见表1)。在保证型壳具有足够的高温强度和抗热变形能力的前提下，尽量降低型壳残留强度，因地制宜，合理选择制壳材料，优化改进制壳工艺方法。
表1 熔模精密铸造三种基本工艺参数
层 次 | 低温模料水玻璃型壳工艺 | 低温模料复合型壳 工艺[2] | 中温模料全硅溶胶型壳工艺 | |
涂料 | 表面层 | m（水玻璃）：m（石英粉）：m（润湿剂）=1：（1.10—1.35）：0.05：粘度（S）=28±4 | m（硅溶胶）：m（亚白刚玉）：m（消泡剂）：m（润湿剂）=1：（3.6—4.0）：0.03：0.03：粘度（S）=30±2 | |
过渡层 | m（水玻璃）：m（石英粉）=1：（1.05—1.25）：粘度（S）=20±2 | m（硅溶胶）：m（莫来石粉）=1：（2—2.2）：粘度（S）=22±2 | ||
加固层 | m（水玻璃）：m（高铝合成粉）=1：（1.05—1.10）：粘度（S）=18±4 | m（硅溶胶）：m（莫来石粉）=1：（1.4—1.6）：粘度（S）=13±2 | ||
撒砂 | 表面层 | 石英砂 粒度：50—100目 | 棕刚玉砂 粒度：80—120目 | |
过渡层 | 石英砂 粒度：20—40目 | 莫来石砂 粒度：30—60目 | ||
加固层 | 天然石英砂 粒度：10—30目 | 莫来石砂与天然石英砂交替撒砂 粒度：10—30目 | 莫来石砂 粒度：16—30目 特大件用10—30目 | |
硬化与干燥 | 表面层 | 硬化时间（min）：14±2；干燥温度：（25±5）℃；干燥时间（min）：14±2 | 室温：（24±2）℃ 湿度：60—70%；干燥时间：5h—7h | |
过渡层 | 室温：（24±2）℃ 湿度：60—70%；干燥时间：10h—15h | |||
加固层 | 硬化时间（min）：12±2；干燥温度：（25±5）℃；干燥时间（min）：14±2 | 室温：（24±2）℃ 湿度：40—50%；干燥时间：10h—15h | ||
表 面 粗糙 度 | Ra12.5 | Ra6.3 | Ra3.2 | |
尺寸精度 | CT7 | CT6 | CT5 | |
说明：①水玻璃密度：表面层1.26—1.28g/cm3，加固层1.28—1.30 g/cm3 ②结晶氯化铝硬化剂：碱化度（%）：5—40，PH值：1.5—2.5，AI2O36—8.5，密度（g/cm3）：1.17—1.20 ③涂料粘度采用容积100mI，流出孔尺寸φ6±0.02粘度杯测量。 | ||||
表2 水玻璃加固层涂料配比
方案 | 液 粉 比 | 备 注 |
一 | 水玻璃：高铝粉/粘土质类熟粉＊ | 用于高强度型壳，不填砂浇注 |
| =1：1.05～1.30 | |
二 | 水玻璃：高铝粉50%/粘土质类熟粉50%+耐火泥50% | 用于中强度型壳，小件不填砂浇注，大件填砂浇注 |
| =1：1.05～1.25 | |
三 | 水玻璃：耐火泥=1：0.95～1.15 | 用于低强度型壳，填砂浇注 |
注：复合型壳工艺用涂料和水玻璃型壳工艺表面层、过渡层用涂料配比按表2中的工艺参数执行。 ＊粘土质类熟粉包括：上店土熟料、匣钵粉、莫来石、焦宝石、煤矸石 | ||
表3 涂料粘度
室 温（℃） | ≥8—10 | ＞10—15 | ＞15—20 | ＞20—25 | ＞25—30 |
表面层涂料粘度（S） | 32—30 | 30—28 | 28—26 | 26—24 | 24—22 |
加固层涂料粘度（S） | 22—20 | 20—18 | 18—16 | 16—14 | 14—12 |
注：a、室温低于8℃，涂料粘度应提高：表面层2—3S，加固层1—2S
b、室温高于30℃，涂料粘度应降低：表面层2—3S，加固层1—2S
c、涂料粘度与粉料粒度有很大关系，粒度偏粗时需提高涂料的粘度3—5S，以涂挂均匀为准。
表4 交替撒砂工艺参数
涂料层次 | 表面层 | 过渡层 | 第3层 | 第4层 | 第5层 | 半层 | 备 注 | |
涂
料 | 方案一 | 硅溶胶、亚白刚 玉粉涂料 | 硅溶胶、莫来石粉涂料 | 水玻璃、高铝粉涂料 |
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方案二 | 水玻璃、精制石英粉涂料 | 水玻璃、石英粉涂料 | 水玻璃加固层涂料（符合表3规定） | 粘度符合表4规定 | ||||
撒
砂 | 方案一
| 80—120目 刚玉砂 | 30—60目 莫来石砂 | 10—30目 铝矾土砂 | 10—30目 莫来石砂 | 10—30目 铝矾土砂 | 不撒砂 | 适用于不锈钢、高合钢铸件 |
方案二
| 80—120目 精制石英砂 | 30—60目 莫来石砂 | 10—30目 天然石英砂 | 10—30目 莫来石砂 | 10—30目 天然石英砂 | 不撒砂 | 适用于碳素钢、低合金钢 | |
| 方案三
| 40—100目 精制石英砂 | 20—40目 石英砂 | 10—30目 再生砂 | 10—30目 石英砂 | 10—30目 再生砂 | 不撒砂 | 适用于碳素钢铸件 |
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| 方案四 | 40—100目 精制石英砂 | 20—40目 铝矾土砂 | 10—30目 再生砂 | 10—30目 铝矾土砂 | 10—30目 再生砂 | 不撒砂 | |
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注：①涂料方案一、撒砂方案一、二适用于复合型壳工艺 ②涂料方案二、撒砂方案三、四适用于水玻璃型壳工艺 | ||||||||
2.2交替硬化与混合硬化工艺方法
表5 交替硬化工艺参数
硬化剂 | 氯化铵硬化剂 | 结晶氯化铝硬化剂 | 氯化镁硬化剂 |
技术指标 | NH4CI（%）：20—25 | 碱化度（B%）：5—40，PH：1.5：2.5 AI2O3（%）6—8.5，密度（g/cm3）1.17—1.20 | MgCI2（%）：30—40 密度（g/cm3）1.24—1.30 |
交替硬化方案一 | 硬化层次1、3、5层 | 硬化层次2、4、6层 |
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交替硬化方案二 | 硬化层次1、3、5层 |
| 硬化层次2、4、6层 |
硬化时间 | 12—16min | 18—20min | |
干燥时间 | 25—40min | 25—30min | |
干燥温度 | 30℃—35℃ | ||
表6 混合硬化工艺参数
AICI36H2O（%） | NH4CI（%） | PH值 | 密度（g/cm3） | JFC加入量（%） |
20—24 | 6—8 | 2.0—2.5 | 1.16—1.18 | 0.05 |
注：硬化时间：8—12min，干燥时间：25—35min，干燥温度：30℃—35℃ | ||||
2.3制壳线技术参数
随着人力资源的紧缺，制壳线取代手工制壳是必然扩展的趋势，单工位全自动制壳线，主要由挂取模组—涂料—撒砂—硬化—干燥等部分组成，硬化剂可分别采用结晶氯化铝、氯化铵、混合硬化剂循环5—6周自动完成制壳程序。双工位全自动制壳线主要由挂取模组—涂料—撒砂(自动上砂装置)—硬化—干燥等部分组成，硬化剂采用交替硬化工艺(表6)。
表7 全自动制壳线主要技术参数
2.4再生砂成套设备简介 熔模铸造型壳废弃物经再生砂成套设备生产，应达到表9规定的技术要求。月产200吨以上精铸件专业厂，可选购一套设备自制再生砂， 主要操作程序：人工上砂到除铁皮带输送机上→皮带输送机将破碎后废料除铁后送至振动筛→振动筛将筛分为10—30目砂子自动进入砂子除粉（尘）机进行粉（尘）处理→处理干净砂子通过400×6000皮带输送机送至磁选机→磁选机将带有氧化铁的砂子分离出后的成品砂称量装袋或装箱入库。将通过振筛30目以下的细砂粉经再次磁选用磨机加工成200目粉料经配比后用于加固层。 表8 再生砂技术参数
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