熔模铸造型壳对铸件质量如精度等均有影响,生产中应重视型壳制造环节。
1、型壳概述
常用的熔模铸造型壳制造工艺过程:模组脱脂—上涂料—撒砂—型壳干燥、硬化—上封浆层—脱蜡—焙烧。先制1~2层面层型壳,然后为3~6层背层型壳,最后为1层封闭层(只上涂料不撒砂)。这样制成的型壳有两种不同的构造,一般中小件用型壳以整体型壳较佳。
为保证铸件质量对型壳有下列性能要求:型壳强度、抗变形能力、透气性、线量变化、导热性、热振稳定性、热化学稳定性等。
型壳材料不同,制壳工艺不同,型壳性能可能有很大的差距。最常见的分类方法是将型壳分为水玻璃型壳、硅溶胶型壳和硅酸乙酯型壳三类。从型壳性能上看后两类均为优质型壳,可用于高精度铸件生产中。两者相比,硅溶胶型壳制造利于环保,故应用越来越多。水玻璃型壳主要应用于低精度铸件生产上。
2、制壳用耐火材料
制壳耐火材料占型壳重量的90%以上,其性能对铸件质量有影响。制壳耐火材料应具有下列性能:有足够的耐火度,小而均匀的热膨胀系数,好的热化学稳定性,能保证型壳足够的强度,粒度合适,价廉无毒等。
2.1 硅砂
硅砂在高温下呈酸性,熔化温度为1713℃,当含有杂质时,熔点降低。由于相变加热时线膨胀系数大而不均匀,因此硅砂不是一种优质的制壳耐火材料。但价廉,在国内仍应用较多。硅砂(粉)适用于精度要求不高的碳素钢、低合金钢、铸铁、铜合金、铝合金铸件。当用来浇注含镍较高和含有铝钛等活泼元素的合金时,铸件表面容易产生粘砂、麻点、氧化夹渣等缺陷,不能使用。
2.2 熔融石英
熔融石英(石英玻璃)是用天然高纯度二氧化硅经电炉在高于1760℃时熔融,随后快速冷却而制成的。此过程将晶型SiO2转变为非晶体的玻璃溶体,玻璃溶体又有透明和不透明两种。
熔融石英融化温度约为1713℃,热导率低,热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的(0.51~0.63)*10-6/℃,因而它具有极高的热振稳定性,在焙烧和浇注的过程中熔融石英型壳很少因温度剧变而破裂,是理想的熔融铸造制型、芯的耐火材料,但价格较贵。
2.3 电熔刚玉
电熔刚玉又称白刚玉,其熔点2050℃,密度大,为3.99~4.02g/cm3,结构致密,导热性好,热膨胀系数小。它属于两性氧化物,在高温下常呈弱碱性或中性,有良好的化学稳定性,是优质的熔模铸造制壳耐火材料。
2.4 锆砂
锆砂又称硅酸锆,热导率较大,热膨胀系数较小,高纯度时其热化学稳定性较好,是一种优质制壳耐火材料,广泛用于非高温合金、高合金钢的高精度铸件型壳面层材料。