熔融石英的性能特点和使用..doc

熔融石英的性能特点和使用 一、熔融石英的性能特点和使用 熔融石英材料在精铸型壳的使用上国外发达国家如美国的使用量和日本的使用量不断地逐年增加，特别是在硅溶胶型壳的面层方面有了很有经验的效果，在同锆英材料的使用和价格比上有了较大突破，是目前较为理想的工程应用材料。 熔融石英是用天然高纯度二氧化硅经电炉在高于1760℃以上温度熔融，随后快速冷却而制得的。此过程将晶型SiO2转变为非晶型的玻璃熔体。 熔融石英熔化温度约1713℃，导热系数低，热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的，因而它具有极高的热震稳定性。所以，在焙烧和浇注过程中熔融石英型壳很少因温度剧变而破裂，是理想的熔模铸造制型的耐火材料，可作为面层或背层涂料用的耐火材料，以及撒砂材料。 熔融石英会部分或全面提高型壳性能。熔融石英热膨胀系数小，有利于防止型壳在脱蜡和焙烧过程中开裂、变形，利于确保铸件尺寸稳定。熔融石英纯净度高，所配涂料稳定性好；型壳高温抗蠕变能力提高。 熔融石英温度较低时的导热性较差，热容量小，仅为锆砂的一半，大多数金属液对它的润湿性较差，使得金属凝固层与型壳内表面间易产生间隙，热导率进一步减小，有利于壁薄铸件充型。在高温下熔融石英的透明度高，能通过辐射传热，使其导热能力超过硅酸铝类壳。而使铸件冷却较快，更易获得健全铸件。 铸件冷却时方石英又从高温型转变为低温型，同时体积产生骤变，使型壳出现无数裂纹，强度剧降，有利于脱壳进行。熔融石英为酸性，能采用碱煮、碱爆等化学清砂方法去除型壳。 熔模铸造用熔融石英，其中SiO2所占的质量分数应为99.5%，配涂料用的粉料最好是270目或320目细粉占50%（质量分数），200目和120目粉各占25%（质量分数）。 耐火材料 化学组成 化学性质 熔点/℃ 莫氏硬度 密度/（g/cm3) 膨胀系数①/×10-71/℃ 热导率/[W/(m2.k)] 浸出性比较 颜色 熔融石英 SiO2 酸性 1713 7 2.2 5 1.951② 在热浓碱和氢酸条件下有良好的可溶性 白色 电熔刚玉 Al2O3 两性 2030 9 3.99~4.0 86 12.560② 在热碱条件下反应很差 白色 莫来石 3Al2O3·2SiO2 两性 2030 6~7 2.7~2.9 54 1.214② 在热碱条件下有轻微反应 灰色到棕黄色 高岭石 熟料 弱酸性 1700~1790 ~5 2.4~2.6 50 - 在热碱条件下有轻微反应 灰色到棕黄色 锆砂 ZrSiO4 弱酸性 1948 7~8 4.5~4.9 46 2.094③ 在热碱条件下有中等反应 白色到棕黄色 氧化锆 ZriO2 碱性 2600 7~8 5.7 60 - ①为0℃~1200℃间的膨胀系数平均值。 ②400℃的热导率。 ③1200℃热导率。 熔融石英及制品有三大特点：在所有耐火材料中，线膨胀系数最小（在1000℃的热胀率0.05）；热导率最低，在1000℃热导率0.836W/（m·K）（0.02cal/cm·s·℃）；抗热震性最好（在1200℃~水冷的抗震性），10次都不产生裂纹。 熔融石英涂料配制使用操作工艺 本操作工艺适用于硅溶胶，制壳的表面层或过渡层。 本工艺使用的硅溶胶同锆英粉涂料即SiO230%。 本工艺操作中的润湿剂，消泡剂同锆英粉涂料。 本操作中使用的流杯粘度计为詹氏（Zahn)5#杯，出口孔径为Φ5.28mm。 涂料配制： 熔融石英粉的配制，320目（网号：0.044）275目（网号：0.052）200目（网号：0.076）120目（网号：0.125）熔融石英粉中的SiO2的质量分数为99.5%以上。其中：320目占50%，200目占25%，120目占25%，百分数的计算为质量分数，即重量比例。 涂料粘度为50~60秒，严格控制不得低于50秒，60秒时是最佳粘度。它可获得最好的表面光洁度铸件；用于生产碳钢或430系列时粘度可以降到40秒。 挂砂： 用熔融石英砂80~100目（50~100目）50%，用刚玉砂80目，50%。 用熔融石英砂80~100目（50~100目）100%，（50~100目） 用刚玉砂80目100%。 以上3种挂砂都可以采用，只是铸件根据的不同，结合表面质量在生产现场机动操作。 注意事项： 涂料配制严格控制比例，不得有随意性，严格现场的操作跟踪。流杯粘度测量要准确，每次做面层前必须测量粘度。 需要做二层面层时，第二次即过渡层时，涂料粘度为28~36秒。 表面制壳技术是认真、细致的操作技术，要保证涂料厚度均匀一致，否则会生产出有渗透性或麻点的铸件。挂砂重力相对一致均匀，面面俱到。 熔融石英湿膜情况下的面层在不同粘度下的厚度为：50秒粘度为0.2mm，40秒粘度为0.18mm,30秒粘度为0.15mm，20秒粘度为0.12mm。 熔融石英