水玻璃型壳熔模铸造制壳工艺过程控制

水玻璃型壳熔模铸造制壳工艺过程控制(1)水玻璃粘结剂价格低廉.制壳周期短.因而水玻璃型壳精密铸造工艺在我国使用较广，但是水玻璃型壳熔模铸造与传统砂型铸造相比还是存在材料贵.工艺过程繁杂，出产周期较长的问题.而型壳作为影响铸件质量最为关键的因素之一.如何对其质量进行有效控制.具有很大意义。本文将从制壳原材料的控制.制壳环境及制壳工艺过程控制与管理等方面.同时结合生产实践进行论述.以实现提高型壳质量.并最终在到提高铸件的质量及成品率的目的。原材料的选择与控制111水玻璃粘结剂的质量控制熔模铸造使用的为钠水玻璃。水玻璃的主要性能参数有模数(M1、密度(P)和粘度，其中M是水玻璃的一个重要参数，可用如下公式表示°M=w(siOO，w(Na2O)x1.O32，式中w(siO2)、w(Na2O)分别为siO2、Na：。的质量分数，以％表示，1.032为Na20与si。：相对分子质量之比。水玻璃密度？间接表示其中的Na：0.msi0:的浓度。M取决于Si0：和Na20的相对含量，而P的高低义决定着Si0：的含量。M和？直接影响型壳的表面强度、常温强度、高温强度及残留强度。在生产中，水玻璃的M一般控制在3.0〜3.4，面层涂料P控制在1.25〜1.28〃cm3。加固层P控制在1.30〜1.349，cm3。当M和p不符合要求时用酸或碱来调整M，用水或高密度的水玻璃调整P。粘度也是水玻璃的一项较重要的性能参数.它直接影响涂料和型壳的性能.影响水玻璃粘度的因素有模数、密度、温度等，水玻璃粘度随着M增大、密度增高、温度降低而上升。由于水玻璃中有游离的Si。：存在，储存一定时间后，SiO：沉积在容器的底部，导致水玻璃模数下降。所以，在使用过程中。除了在水玻璃卸车时化验一次外.在存放24小时后应再化验一次.以保证到货水玻璃满足要求。1.2粉料对型壳质量的影响与控制涂料中的粉料粒度应合适，涂料中的粉料较粗时.涂料沉淀快.工艺稳定性差.导致铸件表面粗糙。而过细的粉料对面层涂料的影响较大，涂料不易控制，导致蜡模上涂层过厚，拐角、沟槽处堆积严重，硬化不透，型壳经焙烧后内表面粉化脱落.冲砂和夹砂等缺陷明碌增加。在实际生产中，选择合适的粉料为平均粒径在35〜50“m。这种粉料配制的涂料.既提高了粉液比.又提高了工艺稳定性。1.3表面活性剂对型壳质量的影响与控制表面活性剂的主要作用是降低涂料的表面张力.增加涂料对熔模的润湿作用，改善涂挂性。表面活性剂应满足易溶于水：降低表面张力；具有良好的润湿性和渗透性；产生泡沫少且泡沫稳定性低：不与涂料组份发生化学反应等条件。在实际生产中，为改善涂料对蜡模的润湿能力.蜡模在制壳前先用洗衣粉液对其表面进行清洗.除去其表面的蜡屑及油性物质。在面层涂料中加入聚氧乙烯烷基醇醚。降低涂料的表面张力.改善涂料的涂挂性和对蜡模的润湿能力。降低涂料粘度.使胶团分布均匀.凝胶均匀析出，有助于提高型壳强度。通常其加入量为0.1%〜。.3%，视粗细粉含量不同而适当加入.制壳环境的控制制壳环境这里主要是指生产环境的温度控制.由于水玻璃一石英粉涂料对气温的敏感性较大，一方面随着涂料温度升高.其密度、流杯粘度降低，另一方面随着温度的升高，胶凝速度加快•易发生涂料很快结皮而撒不上砂子，从而导致型壳强度降低。为此应控制涂料温度以稳定粉液比，增加涂料的可涂性及硬化剂的渗透性。为此高温天气时.水玻璃模数控制在下限，空气湿度可控制在60%〜80%。冬季生产车间的温度应保持16C。以上.面层涂料控制在20〜25C。.既可稳定粉液比.万方数据又克服了胶凝过快的问题.制壳有关工艺操作的控制3.1涂料配制过程的控制涂料的配制是将涂料组分通过搅拌、回性形成成分均匀的涂料的过程。在涂料配制时应先按比称取水玻璃、耐火材料与润湿剂等，然后在搅拌的状态下将粉料及润湿剂等加入到水玻璃中.加完后继续搅拌1小时以上。搅拌好的涂料，要进行充分的回性处理。回性处理的目的是使粘结剂与粉料充分润湿.排出粉粒表面吸附的和搅拌时卷入的气体。回性后的涂料密度将升高、粘度会下降并趋于稳定.涂挂性和流动性均好.硬化时胶凝收缩小，型壳强度较好。一般要求面层涂料配制后必须经过8小时以上的回性处理.并在使用前再次搅拌20min左右静置5min后使用效果较好。3.2浸涂料及撒砂过程的控制涂料在使用前须先搅拌均匀.复测流杯粘度和涂片重.并调整到合格范围。然后将模组浸入涂料中上下移动和转动.提起后滴去多余涂料.使涂料均匀地覆盖在模组表面。不能存在涂料局部堆积或缺涂涂料.对于模组的深孔、沟槽和凹角等部位.应用压缩空气进行喷吹涂料.必要时可用毛笔涂刷以去除气泡。制壳中撒砂的粒度是从面层到背层逐渐变粗的.对于面层砂来讲，如粒度过粗会击穿涂层打坏熔模.最终造成铸件表面不平整.但撒砂粒度过细会造成背面过平.不利于上、下两层牢固结合.容易造成型壳分层。因此生产中一般面层砂为50/70目，过渡层为2Q/40目砂。背层砂为12/20目。每种撒砂都不宜过于集中，同时要注意撤砂后.清除表面的浮砂。3.3硬化过程的影响与控制硬化剂的选择与硬化过程控制。NH°cl作为硬化剂存在污染环境、腐蚀设备、型壳强度不稳问题。结晶灿C1,硬化的型壳强度较高.胶凝收缩大.铸件表面质量较差，清砂困难。为了克服两种硬化剂的缺点.采用7NH°c1和结晶A1c1，复合硬化.即1〜3层用N}Lc1硬化.4〜6层用A1C1，硬化。N}Lc1作为硬化剂浓度一般控制在22%—25%（质量分数）.在生产中，为了缩短硬化时间，提高生产效率，我们采用了饱和溶液。硬化时间一般控制在3-10分钟.之后进行15—45分钟的空气干燥（根据层数不同进行选择）。由于N地c1在水中的溶解度随温度的升高面增大.为此在生产中必须对车间及溶液的温度进行控制.尤其对于我们北方地区的生产车间.一方面要对生产车间采取必要的采暖措施.另一方面在每次生产前应对NH4C1溶液采取必要加热升温措施.以提高其溶解度.并进行取样化验。合格后方可生产。结论通过对上述影响型壳质量因素的综合控制，稳定了型壳生产质量.精铸件表面缺