熔模铸造与实型铸造失蜡铸造熔模精密铸造生产工艺中利用泡花碱硅溶胶硅酸乙酯.docVIP

熔模铸造 和实型 铸造 失蜡 铸造 、 熔模精密铸造 生产工艺中利用泡花碱硅溶胶、硅酸乙酯、 在发展泡花碱粘结剂熔模铸造的同时，对硅酸乙酯粘结剂及其制壳工艺不断完善，并开发了硅溶胶粘结剂。哈尔滨汽轮机厂利用铝矾土熟料呈多孔性、吸附能力强的特点，采用铝矾土熟料替代刚玉与硅酸乙酯水解液配制涂料，用于生产碳钢伞齿轮及钴铬钨合金叶片，加快了型壳的干燥及硬化，干燥速度比石英和刚玉快3倍。621所采用高铝矾原料与优质粘土，按莫来石成分配方，锻烧制成铝矾土合成料与硅酸乙酯配制涂料，在无余量涡轮叶片的定向凝固工艺上应用。《铸造》1984年第2期报道了张家骏等对硅酸乙酯32浓缩制得硅酸乙酯40，提高硅酸乙酯的SiO2含量，增加粘结强度，延长有效使用时间。已开发了硅酸乙酯50以及无溶剂水解、预水解硅酸乙酯和混合粘结剂，提高硅酸乙酯粘结剂的性能，扩大其应用。我国从60年代开始研制硅溶胶，70年代建立离子交换生产装置。《铸造》1972年第3期报道了沈阳新光机械厂采用离子交换法制备硅溶胶，进行熔模铸造生产的情况。用蒸馏水将泡花碱稀释，先后经过阳离子、阴离子交换树脂，加入NaOH水溶液，调整pH值后，再经浓缩制得硅溶胶。加入乙醇配成硅溶胶乙醇溶液作粘结剂，与硅酸乙酯相比，制作的型壳强度高，型壳层数可减少1-2层。硅溶胶中二氧化硅呈胶体颗粒状分布，其胶团的结构及形态大小对其粘结能力、涂层的致密和粉液比都有一定的影响。硅溶胶采用失水干燥胶凝，即变容胶凝，可获得高的强度和硬度及高温性能，操作环境好。硅溶胶型壳的干燥过程，干燥环境湿度、干燥环境温度和风速有很大的关系，采用远红外热风联合干燥，可实现快速制壳。利用泡花碱、硅酸乙酯水解液、硅溶胶各自的优点，联合交替使用，制作型壳，可实现优质低耗的熔模铸造生产。《铸造》1981年第4期报道南京化工机械厂用硅酸乙酯水解液作面层涂料粘结剂，用泡花碱作加强层涂料，生产高合金钢叶轮;《铸造》1990年第7期介绍蒋有华等应用硅溶胶作面层涂料粘结剂，并在其中加入铝酸钴作孕育剂，硅酸乙酯水解液作加固层粘结剂，生产高精度细晶结构的涡轮叶片。 熔模铸造和实型铸造都是在20世纪50年代才引进我国铸造生产领域的特种铸造工艺，它们是利用可溶、可熔、可燃材料(模料)制作模样，通过涂料涂覆制作保护性的涂层(型壳)，进行铸造生产。熔模铸造和实型铸造因采用了一次性模样，不必从铸型中取模，取消了拔模斜度，没有分型面;采用涂料技术，提高了铸件的精度和改善了表面粗糙度;采用熔焊、粘合组装模样工艺方法，灵活方便，便于实现复杂零件的制造，满足零件最大自由度设计。同时，生产组织形式多样，可进行单件、小批、大量生产。今天，熔模铸造和实型铸造都得了长足的发展。 一熔模铸造发展概述 熔模铸造，又称失蜡铸造、熔模精密铸造，在我国源远流长。战国时期，我们的祖先采用蜂蜡配制模料，生产曾侯乙铜尊、大型铜禁器座等铸件。现代熔模铸造进入工业领域，始于二次世界大战期间。因军事的需要，美、英等国用该种工艺方法生产了大量的涡轮喷气发动机的静叶片。我国于20世纪50年代初期，首先在航空、军品等领域引进苏联技术，开始了现代熔模铸造生产。引进技术的耐火涂料粘结剂是采用硅酸乙酯水解液，因当时硅酸乙酯缺乏、价格贵、水解控制复杂，我国在引进的同时，着手开发代用粘结剂。《铸造》1957年第5期刊登文章《熔模精密铸造法》，介绍中科院机械电机研究所于1953年开始试验用泡花碱作粘结剂的研究工作，1957年开始推广应用。该工艺用石蜡-硬脂酸制作模样，采用氯化铵溶液预处理泡花碱液，以提高其模数，胶凝硬化剂为20%氯化铵溶液，制壳耐火材料用石英粉和石英砂。该工艺简单、处理方便、制壳快，非常适合我国当时的国情。《铸造》1958年第12期胡有珍发表文章介绍他们应用该工艺的生产情况:对模样采用中性肥皂水进行脱脂处理，增加涂料的涂挂性;型壳面层和加固层分别采用100#和20#-30#石英砂，增加透气性;在硬化剂氯化铵的水溶液中辅加硝酸铵，以调整硬化时间;脱蜡的热水中附加12%的氯化铵，补充硬化型壳，提高强度。20世纪50年代，以泡花碱-氯化铵技术为代表的熔模铸造在我国得到迅速的发展，特别是应用该工艺方法，替代锻造工艺生产各种合金钢刀具，节约了大量的合金钢材料，取得了显著的效益。20世纪60年代，我国熔模铸造基本处于停顿状态，从20世纪70年代起，进入新的发展时期，针对泡花碱型壳，开展了快速制壳，开发新的硬化剂，提高型壳强度的研究;同时，进行了完善硅酸乙酯，开发硅溶胶，改善模料性能，提高制芯技术，发展新的熔模铸造工艺方法等研究。 1.1泡花碱粘结剂及其制壳技术 泡花碱硬化胶凝时，硬化剂与涂料中的泡花碱发生界面反应，生成硅凝胶膜，包覆在涂层表面，隔离了泡花碱与硬化剂，需通过浓度扩散及毛细微孔隙渗透，进一步接触反应硬化。