硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺

涂料配置1工艺要求1.1工艺材料主要技术参数1.1.1水玻璃1.1.2石英粉（用于表面涂料）1.1.3高铝合成粉(用于加固层涂料)1.1.4铝矾土粉(用于加固层涂料)1.1.5煤矸石粉(用于加固层涂料)1.2涂料配置1.3涂料粘度注：a.室内低于8度，涂料粘度应提高：表面层应提高2~3s，加固层应提高1~2s。

b.室内高于30度，涂层粘度应降低：表面层应降低2~3s，加固层应降低1~2s。

c.手工制壳的涂料粘度应增加：表面层应提高5~10s，加固层应提高2~3s。

2操作程序2.1检查涂料搅拌机运转是否正常，按1.2的规定分别计算水玻璃、粉料、JFC 的加入量，并准确称量。

2.2按1.1.1的规定，水玻璃加水处理合格后一次性加入涂料搅拌机中，加JFC 搅匀，粉料应分2~3次加入，边加边搅拌至全部完成，再搅拌60~90min。

可间断搅拌每次搅拌时间不得小于30min。

2.3配好的涂料应静置4~8h，使用前应充分搅拌，达到1.3的规定后方能使用。

3注意事项3.1若在表面层与加固层之间增加过渡层，其涂料粘度应在表面层的基础降低5~10s。

3.2涂料配比作为一次性配料的工艺要求，最终按室温调整到工艺规定的粘度。

4检查项目4.1水玻璃、耐火粉料按进货批次进行检验，检验结果应符合2.1和有关材料标准要求。

4.2涂料粘度采用体积100ml，流出孔φ6±0.02mm的标准流杯，每班测定1~2次，测定结果应符合1.3的规定。

4.3期采用不锈钢涂片或玻璃片测定涂料的覆盖性（涂料厚度及均匀性），要求达到涂料无堆积、涂层均匀。

4.4水玻璃模数、涂料的粘度和覆盖性的测定方法，按JB4007——85《熔模铸造涂料试验方法》的规定进行。

制壳1范围本标准规定了制造型壳（以下简称制壳）的工艺要求、操作程序、注意事项和检查项目。

本标准适用于水玻璃、石英砂、铝矾土砂、高岭石系列砂等材料的型壳制造。

2工艺要求2.1室温：15~32度，湿度40%~60%.2.2工艺材料主要技术参数2.2.1水玻璃涂料应符合标准CICBA/B02.07。

硅溶胶-水玻璃复合型壳制壳工艺1、原辅材料S830、S1430单质硅硅溶胶SiO2含量为30%，密度1.19－1.20g/cm³；锆英粉含量为：ZrO2≥65%，＜0.045mm（325目）；锆英砂：ZrO2≥65%，0.150mm（100目）；莫来石砂：无细粉，熟料；0.600－0.250mm（30－60目）；匣钵粉：0.075mm （200目）；匣钵砂：0.850－0.425mm（20－40目）；表面湿润剂：J.F.C；长效消泡剂；硅油类；结晶氯化铝；水玻璃模数3－3.4。

2、操作工艺2.1制蜡模时采用硅油脱模；蜡模必须逐个检查，尽量不修补；模组焊接时小件采用粘结蜡；中大件采用焊刀焊接；间距适当，将带有内腔、孔、槽时，使其向外，有利于制壳、脱蜡和浇注；对带有文字、狭缝、凸缘、弯部应保持轮廓清晰；蜡模组制壳前应先吹去蜡屑、再经清洗液清洗，晾干后制壳。

2.2 涂料的配制面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，新料配制时粉液比1：3.3，流杯粘度为40－45s，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；JFC和消泡剂在搅拌后期加入，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－0.5%，可通过涂料的涂挂性的优劣调整；消泡剂加入量为JFC 加入量的一半，并按泡多少适当地调整。

2.3 面层的配制及操作工艺：2.3.1 整个配料过程是在L型搅拌机连续运转条件下进行的，L型叶片必须超过中心，且叶片与筒边、筒底间隙约5mm；过大，在配料过程中会出现沉淀；2.3.2 先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉。

如加入10包锆英粉，加入总时间必须＞2时，加完后连续搅拌8－9h，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度；2.3.3 测定粘度值的确定，是在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值；2.3.4 用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀；一般认为：每加2－3kg锆英粉；涂料粘度可提高5s左右；每加0.5kg硅溶胶，涂料粘度可降低5s 左右；根据这个小规律适当加以调整；2.3.5 涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，（如检查模头上的记号与铸件材质是否一致等。

硅溶胶精密铸造制壳工艺流程硅溶胶精密铸造制壳工艺流程是一种用于制造电子产品的加工工艺，通常用于制造消费类电子产品的外壳。

它能够使得这种类型的外壳具有结构精细、装配方便，表面无毛刺、厚度均匀，以及制作出多种结构形状、外观美观外形规整的优点，同时又能满足高性能及高保护等要求。

硅溶胶精密铸造制壳工艺的操作流程主要分为准备、模具（模具和一般模具设计）、模芯（如浇口精修等）、芯圈（如特种芯圈改造等）、涂胶流程（涂胶前测仪、模具涂胶、芯圈涂胶等）、真空铸造（江真空铸造和硅真空铸造等）、坯壳打磨、装配流程（装配及冷却等）和冷却流程。

首先，在准备工艺流程中，根据客户要求或产品制图完成模板准备工作，引起硅溶胶的发泡作用，得到有规律的泡沫（也叫泡罩）。

在模具和一般模具设计流程中，优化模具形状及位置，经过强度仿真和拉伸实验，使其具备较高的拉伸强度和耐磨性，保证模具的使用寿命。

在模芯和芯圈流程中，根据模板设计要求设计模芯，经过正负模压加工出精密的模芯，以及采用特种面，做好模芯位置、精度调试，并将模芯安装在专用铸件上，以保证模芯的抗磨性、耐热性和导通性，同时保证壳体尺寸的精度。

在涂胶流程中，将适当的成膜类涂料配制成必要浓度，将涂料均匀地涂抹到模具表面，并在一定时间内确保足够的涂料量，以便涂料完全吸收到模具内部，有效增强模具的强度能力。

真空铸造，将涂料的模具放入真空窑中进行高温烧结，其中芯圈也会进行融合，使壳体整体具有结构强度、表面无毛刺平滑、厚度均匀等优点。

在坯壳打磨流程中，采用专业工具，将铸造出来的壳体精细地进行切削拉磨，以提高铸造壳体的精度和表面质量。

装配流程中，将在上一流程中完成的铸造壳体与电子元器件两部分安装在一起，以确保整机功能正常、结构稳定、耐冲击等要求。

最后是冷却流程，用冷却水对充气式硅溶胶精密铸造制壳（外壳）进行冷却，以保证壳体的稳定性。

综上所述，硅溶胶精密铸造制壳工艺流程是用来制造精密外壳的，具有精度高、表面粗糙度好、耐磨性、耐冲击等特点，能够满足各种生产要求，使外壳的精度高、耐久性强，能够满足用户的高要求。

精密铸造制壳工艺特点及改进方向探讨对目前国内精铸行业中广泛应用的4种制壳工艺的特点进行了分析对比。

从精铸件质量比较，水玻璃型壳较差，复合型壳、硅溶胶-低温蜡型壳次之，硅溶胶一中温蜡型壳最好。

而从制壳成本比较，水玻璃型壳最低，硅溶胶一中温蜡型壳最高。

对这4种制壳工艺分别提出了改进措施。

目前国内精铸件生产中广泛采用的制壳工艺有以下4种：A.水玻璃型壳；B.复合型壳；C.硅溶胶型壳（低温蜡）；D.硅溶胶型壳（中温蜡）。

前3种方案均使用低温蜡（模）。

我公司4种工艺兼有，以充分满足市场对精铸件质量、价位的不同需求、增加市场竞争力和适应力。

1、水玻璃型壳这一工艺在国内已有近50年的生产历史，其厂点数至今仍占我国精铸厂家的75%以上。

经过精铸界同仁个半世纪的不懈努力，水玻璃型壳工艺的应用和研究已达到了很高水平。

多年来由于背层型壳耐火材料的改进和新型硬化剂的推广应用，水玻璃型壳强度有了成倍增长。

铸件表面质量、尺寸精度及成品率有了很大提高，目前仍占很大的市场份额，并替代国外砂铸件成批出口。

低廉的成本、最短的生产周期、优良的脱壳性能及高透气性至今仍是其他任何型壳工艺所不及的优点。

但铸件的质量，包括表面粗糙度、缺陷数量、尺寸精度、成品率、返修率等均比其他3种工艺要差（见表1）。

1.1存在的主要问题（1）水玻璃粘结剂固有的缺点是NaQ含量高，型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶剂型壳（只有它的1/30-1/50）o加之面层耐火料采用了价低质次、粒度级配不良的石英砂（粉），硬化剂至今仍限于使用氯化氨，因而必然不能获得高质量的精铸件。

（2）型壳生产条件差，缺乏严格的生产过程及参数的控制。

由于硬化剂的强腐蚀性，除尘设备的简陋，很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产环境。

影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序，极少按行业规定的操作规范严格控制。

如定期检测涂料粘度、涂片重、硬化剂浓度、PH值等。

型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制，故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。

硅溶胶制壳工艺流程
一、工艺流程：
成型蜡模硅溶胶面层涂料配制粘浆撒砂风干硅溶胶过渡层涂料配制粘浆撒砂风干水玻璃加固层涂料配制粘浆撒砂风干包浆脱蜡焙烧
二、车间环境要求：
1、面层工序：温度：24-25℃湿度：60-70%
2、过渡层工序（2-3层）：温度：23-25℃湿度：35-40%
三、涂料工艺：
1、面层涂料：
（1）硅溶胶：803:1430=1:3
（2）配比：硅溶胶100Kg 锆英粉360-400Kg 润湿剂200ml 消泡剂130ml
（3）流杯粘度：30-40s
2、过渡层涂料
（1）硅溶胶：803:1430=1:3
（2）配比：硅溶胶100Kg 锆英粉120-150Kg
（3）流杯粘度：13-20s
四、结壳工艺：
1、面层结壳：
（1）锆砂：100-140目
（2）干燥时间：4-6h
2、二层结壳：
（1）莫来砂：30-60目
（2）干燥时间：大于18h （风机风速6-8m/s)
3、三层结壳：
（1）莫来砂：16-30目
（2）干燥时间：大于18h （风机风速6-8m/s)
4、四层以上结壳：
按水玻璃工艺加固
五、脱蜡工艺：
1、水中加入工业盐酸1%
2、水温：95-98℃
3、脱蜡时间：15=20min 最多不超过30min
4、脱蜡后用80℃的热水冲洗型腔
六、焙烧工艺
1、焙烧温度：1050-1100℃
2、焙烧时间：小件：60-90min 中大件：90-120min。

一、模具图纸或样件 模具二、蜡型蜡配制保温射蜡蜡型修整蜡型品检组树
模组清洗
加新蜡静置回收蜡三、制壳脱蜡干燥封口干燥面层浆、砂
冷却脱壳吊抛
熔炼
扣罩回炉料切割光谱分析钢料
废品
信息反馈（4）泡氢氟酸
钻型芯
喷砂去芯
抛丸
信息反馈（6）六、整修整修七、后序加工信息反馈（7）后序加工八、入库、出货
信息反馈（9）出货入库
四、浇铸信息反馈（8）背层浆、砂检验包装终检入库硅溶胶精密铸造基本工艺流程
信息反馈（3）信息反馈（5）五、清理过度层浆、砂一次成品
热处理。

精密铸造硅溶胶模壳的制造工艺张清，陈玉平（无锡职业技术学院，江苏无锡 214121）摘要：介绍用石蜡-硬脂酸低温模料，生产铸件的熔模和用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造铸件的模壳的工艺要求。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。

五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的，为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。

关键词：熔模铸造；熔模；熔模面层涂料；粘结剂；硅溶胶；模壳；焙烧用石蜡-硬脂酸低温模料，制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模（习称腊模）；用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳。

主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺，从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。

1 熔模制造工艺1.1 模料的成分及性能应满足原材料检验要求熔化蜡料，各种化腊工具均需作好清洁工作，化蜡器械每月至少清理一次，不允许水、污物进入蜡液，严禁蜡液过热。

糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅拌的蜡液中，加入量视具体情况而定。

糊状蜡的温度45℃～48℃。

糊状蜡搅拌充分均匀，防止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷，避免因糊状蜡过稠造成压不足、皱皮或因太稀而冷却时间过长造成开裂变形。

1.2 工艺参数模料配比：石蜡50%，硬脂酸50%（重量比）；模料熔化后保温温度：70℃～75℃；蜡液温度不超过90℃。

1.3 压制蜡模1.3.1 工艺参数制蜡间温度：18℃～27℃；蜡料温度：45℃～48℃；压型温度：20℃～25℃；压注压力：0.1MPa～0.3 MPa；压蜡枪预热温度：35℃～45℃；蜡模冷却水温度：15℃～25℃；开型时间：1min左右。

1.3.2 操作要求压腊前先检查模具型号是否符合要求。

压腊前必须清理压型表面残余蜡、水滴及其它附着物，清理时尽量不使用钢刀，以免损坏模具，压型及活块保持干净，压蜡完毕后模具应擦净上油，按规定存放。

压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂，以便脱模快速方便。

编制说明本工艺规程共分三部分：第一部分：硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸特点第二部分：硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸工艺流程第三部分：硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸工艺规程其中第三部分又分为一下四项容：1、材料2、工艺装备3、工艺参数4、工艺要求及操作要点本工艺规程是硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸通用工艺规程，但其中某些主要参数是结合本公司实际生产而确定。

本工艺规程中的不尽之处，请参阅《产品标准工艺卡》及《工艺技术命令表》硅溶胶、水玻璃复合精铸工艺规程一、特点1、 硅溶胶、水玻璃型壳采用面层和过度层恒温恒湿制壳，被层采用化学硬化法，能使型壳迅速硬化而建立湿强度，故工艺周期短、工时消耗少、生产效率高。

2、 水波离价廉易购，货源充足，其价格仅相当于其他两种粘结剂的1/20～1/30。

3、 水玻璃性能稳定，耐火材料对涂料的稳定性影响小，制壳过程中对生产现场的温湿度的要求也不象其他粘结剂那样严格。

4、 水玻璃型壳熔模铸型选的主要问题是铸件尺寸精度较低，表面质量较差，难以满足外观质量高的要求，用硅溶胶工艺做面层和过度层可以很好的互补各自的优缺点，即减低成本又能提高外观质量。

5、 硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸选适用于精铸不锈钢、碳钢、合金钢、球铁、铝合金等精铸件。

二、 1、碳钢工艺流程 2、不锈钢工艺流程：蜡处理射蜡 修蜡 组树焙烧脱蜡 制壳浇注振壳切割磨浇口（固熔化处理）抛光钝化焊补修整咬酸喷砂三、工艺规程（一）蜡处理1、材料1）材料种类：石蜡、低分子聚乙烯蜡（可选用成品模料）2）材料性能：2、工艺装备：脱蜡槽、水洗槽、化蜡桶、搅蜡机、100目过滤网3、工艺参数：1）热水温度：100℃2）加热温度：100℃3）沸腾时间：1h4）搅拌时间：直至模料的白点消失5）关掉蒸汽后静置沉淀时间：1.5～2h6）在蜡桶中静置时间：≥4h7）静置后冷却时间：2h8）水的去除：待蜡冷却后从化蜡桶底阀排出。

4、工艺要求及操作要点1）配制新模料时：①将新蜡料敲成小块放入化蜡桶中。

专利名称：一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法专利类型：发明专利
发明人：袁桂忠
申请号：CN201911005992.6
申请日：20191022
公开号：CN110814287A
公开日：
20200221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，包括以下步骤：S1、面层制壳；S2、过渡层制壳；S3、加固层制壳；S4、封浆层制壳；S5、脱蜡、焙烧。

其中，加固层涂料包括下述原料：硅溶胶，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须；封浆层涂料包括下述原料：硅溶胶，莫来石粉，锆英粉，碳酸钙包覆含碳纤维，碳酸钙晶须。

本发明复合精铸硅溶胶型壳的制壳方法，制得的硅溶胶型壳兼具优良的透气性和耐高温强度。

申请人：东风精密铸造安徽有限公司
地址：230000 安徽省合肥市巢湖经济开发区兴业大道南、卞山路西
国籍：CN
代理机构：合肥市长远专利代理事务所(普通合伙)
代理人：刘勇
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