，表面粗糙度降低
、表面缺陷減少、返修率下降
?div id="d48novz" class="flower left">
？蓱?yīng)用于不銹鋼、耐熱鋼等高合金鋼
。生產(chǎn)周期則比低溫蠟-硅溶膠型殼短得多
，與水玻璃型殼相近。
2.1存在的主要問題
(1)由于背層保留了水玻璃粘結(jié)劑
，故其型殼整體高溫強度
、抗蠕變能力比硅溶膠型殼低。其型焙燒溫度只限于950℃以下
。900℃以后型殼變形量增加了30%
。而硅溶膠型殼焙燒溫度可達1000-1200℃，在1000℃以前型殼不變形
。故復(fù)合型殼澆注的鑄件尺寸精度(包括形位公差)均比不上硅溶膠型殼
。往往在澆注大型(10kg以上)鑄件時要采取增加硅溶膠型殼層數(shù)的方法(一般至少增加2層)以求獲得高的高溫強度及防止鑄件變形
。
(2)由于型殼前2層是影響型殼透氣性的主因，由水玻璃型殼改為硅溶膠后
，型殼的整體透氣性大幅降低
，在焙燒溫度較低、保溫時間不夠長時
，常會造成鑄件氣孔及澆不足
、冷隔等缺陷，故復(fù)合型殼較難應(yīng)用于薄壁(δ≤3mm)件
、小件及特小件(小于50g)
。又因型殼高溫強度不及硅溶膠型殼，更易造成上述廢品
?div id="4qifd00" class="flower right">
？傊瑥?fù)合型殼的透氣性不如水玻璃型殼也不如硅溶膠型殼
。
(3)復(fù)合型殼鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性比水玻璃好
，但遠不如硅溶膠型殼。其背層仍保留水玻璃粘結(jié)劑
，為降低成本仍采用價格較低
、質(zhì)量不穩(wěn)定的耐火材料，如粘土
、顆粒粒砂等
，且在制殼工藝控制方面與水玻璃型殼相同，導(dǎo)致鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性差
。尤其是10kg以上的大件及1kg以下的小件
，廢品率及返修率均比硅溶膠型殼高。
(4)復(fù)合型殼由于采用價昂的鋯英石作面層
，其型殼成本是水玻璃型殼的4.5倍
，若背層采用莫來石砂粉，其型殼成本與硅溶膠型殼成本相差無幾
，每kg鑄件成本僅相差1元
。其成本低的優(yōu)勢并不明顯。
(5)復(fù)合型殼不能使用中溫蠟料
。中溫蠟不能使用熱水脫蠟
。在高壓釜中脫蠟時，由于高溫
、高壓(170℃
，0.7MPa)中溫蠟液會與背層中的水玻璃及殘留硬化劑產(chǎn)生劇烈的皂化反應(yīng)(白色泡沫狀皂化物)，不經(jīng)回收處理無法回用。而硅溶膠型殼
，則可以應(yīng)用低
、中溫蠟，無此弊病
。
綜上所述
，復(fù)合型殼是水玻璃型殼的改進，在鑄件表面質(zhì)量
、成品率及返修率方面比前者優(yōu)越
，但與硅溶膠型殼仍有本質(zhì)差別。除生產(chǎn)周期較短
，制殼成本稍低之外其鑄件質(zhì)量及穩(wěn)定性不及硅溶膠型殼
。
2.2改進方向
(1)采用石英代替鋯英砂用于面層型殼耐火材料。鑄件表面質(zhì)量不完全取決于面層型殼耐火材料
，而與粘結(jié)劑有密切關(guān)系
，也與蠟料有關(guān)(蠟?zāi)１砻娲植诙取⒃砘餁埩舻?
。復(fù)合型殼只能采用低溫蠟，大部分應(yīng)用于表面粗糙度中等(Ra=6.3-12.5)
、尺寸精度不甚高(CT4-CT6)的精鑄件
，實踐證明采用石英-硅溶膠面層代替鋯英石-硅溶膠是完全可行的。
這一措施使每t鑄件型殼成本由原4150-4830元下降到1360元
，與水玻璃型殼比僅增加460元
。
(2)加強制殼工序尤其是背層制殼的質(zhì)量管理及環(huán)境改善(詳見本文1，2節(jié))
。
(3)背層應(yīng)當采用質(zhì)量穩(wěn)定
、高溫性能優(yōu)良而成本相對低廉的耐火材料，同時要兼顧與面層型殼耐火材料膨脹率相匹配
。推薦下列2種常用的背層材料
。
①耐火粘土-石英粉涂料(各50%)，撒顆粒砂(耐火磚廢料破碎過篩而制成)
，其優(yōu)點是來源廣
、價格低，其型殼高溫強度和抗蠕變能力均高于莫來石
、鋁礬土
。價格僅為鋁礬土的1/2-1/3。它適用于鋯英石或石英石作面層的復(fù)合型殼
。
②耐火粘土-顆粒粉涂料(體積比為3：7)
，撒顆粒砂。此方案只適用于鋯英石復(fù)合型殼。有些工廠復(fù)合型殼背層采用莫來石砂粉或鋁礬土
，其涂料性能較穩(wěn)定
，殼薄、易焙燒
，但成本過高且其型殼高溫性能不及上2種型殼
。鋁礬土脫殼性能較差。至于廢陶瓷器皿
、硫璃瓦
、地磚等破碎而成的材料價格雖低，但未經(jīng)高溫燒成
，成分復(fù)雜
，型殼高溫開裂傾向大，耐火度偏低
。澆注后(尤其是厚大件)脫殼困難
，不宜采用。
3
、硅溶膠（低溫蠟）型殼
這一工藝符合國情
，在鑄造1kg以上，特別是5kg以上中大件鑄件時
，具有更大的適應(yīng)性和優(yōu)越性(與中溫蠟相比)
。
一般來說，中大鑄件的質(zhì)量要求
，特別是表面粗糙度
、尺寸精度以及形位公差的要求不會太高，采用高熔點中溫蠟并無必要
。中溫蠟需要高壓(大于6-7MPa)或液態(tài)蠟壓注蠟?zāi)?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，設(shè)備投資大。中溫蠟厚大蠟?zāi)Ｒ卓s陷
、變形
、成本高。低溫蠟成型容易
、設(shè)備簡單
，而蠟?zāi)１砻娲植诙认嗖畈淮蟆?這一工藝比復(fù)合型殼質(zhì)量穩(wěn)定，尤其是鑄件尺寸精度高
，因它沒有水玻璃存在
，型殼高溫性能好，在1000-1200℃焙燒后型殼透氣性高
，抗蠕變能力強
，既可適用于薄壁件
，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中小件，又可生產(chǎn)重達50-100kg的特大件
，如水泵
、葉輪、導(dǎo)流殼
、泵體
、球閥體、閥板等
。對于薄壁中小件或大件可以采用叉殼或抬殼在爐前直接澆注
，更可獲得高成品率。
3.1存在問題
(1)由于采用低溫蠟
，大部分型殼在水中脫蠟
，難免有皂化物殘留進入型殼中(尤其是復(fù)合型殼及水玻璃型殼同時脫蠟時)易產(chǎn)生鑄件表面夾雜，返修率稍高
，這是其缺點之一
。
(2)制殼生產(chǎn)周期長是它的zui大缺點和不足，尤其在生產(chǎn)大件
，有深孔
、深槽件時，每層干燥常要24-48h
。以50kg雙流道葉輪為例
，常須10-15d
制殼時間，稍有未干透之死角
，在水脫蠟時會造成硅溶膠回溶，型殼裂紋
。
(3)硅溶膠型殼(低溫蠟)型殼成本較水玻璃型殼高5倍(每t鑄件制殼成本為5000元)
，比復(fù)合型殼高17%。鑄件成本相應(yīng)較高
。
3.2改進方向
(1)為防止因低溫蠟回收處理不徹底及用水脫蠟時與復(fù)合型殼或水玻璃型殼共用同一熱水槽
，易產(chǎn)生鑄件皂化物夾雜缺陷應(yīng)采取以下措施。
①采用蒸氣脫蠟(蒸氣壓力0.2-0.4MPa
，溫度120-130℃)代替水脫蠟
，不僅可以防止皂化物夾雜而且型殼不易產(chǎn)生裂紋，對鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定更有保障
。
②若采用熱水脫蠟
，應(yīng)在水中加人體積分數(shù)為1%-3%的工業(yè)鹽酸，脫蠟后再用含鹽酸的熱水沖洗每組型殼以減少皂化物殘留
。盡可能不要與水玻璃型殼
、復(fù)合型殼共用同一槽水脫蠟
，也可更換水液，單獨集中脫蠟
，以減少皂化物入殼
。
③回收蠟處理可用鹽酸的體積分數(shù)為3%-5%的酸化水，沸騰及沉淀時間要足夠長
。冬季硬化水溫度低
，水玻璃及復(fù)合型殼中Na2O的殘留量高，蠟料皂化也較嚴重
，應(yīng)多加鹽酸處理回收蠟
，減少皂化物。蠟料處理后
，及時補加硬脂酸也很重要
。
(2)為縮短制殼生產(chǎn)周期，可采用“快干硅溶膠”制殼
，此工藝已日漸成熟
，其各層型殼干燥時間可縮短1/2以上。小件各層(除zui后層外)干燥僅須3h
，制殼時間由原63h縮短為24h
。中大件也較一般硅溶膠縮短50%。而其市場價只提高20-30%
，完全可由場地
、電耗的減少及生產(chǎn)率的提高來彌補?div id="m50uktp" class="box-center"> ？旄晒枞苣z的推廣應(yīng)用是硅溶膠制殼工藝的改革必由之路
，將會逐步擴大應(yīng)用。
(3)為降低硅溶膠型殼的成本
，zui有效的方法是采用石英石代替鋯英石作面層型殼耐火材料
。目前鋯英石耐火材料占整個硅溶膠制殼成本的60%，改用石英后每t鑄件制殼成本由5000元降為2210元
，下降55.8%
。中大件可采用熔融石英砂(粉)取代鋯英砂(粉)已逐步在推廣應(yīng)用。
4
、硅溶膠（中溫蠟）型殼
這是國際上通用的精鑄件生產(chǎn)工藝
，它具有zui高的鑄件質(zhì)量、zui低的返修率
，特別適合于表面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2)
，尺寸精度高(CT3-CT5級)的中小件、特小件(2-1000g)
。但由于設(shè)備及成本***
，較少應(yīng)用于中大件(5-100kg)
。
4.1存在問題
(1)成本高，其型殼生產(chǎn)成本是水玻璃型殼的8倍
。比低溫蠟-硅溶膠型殼也高出25%
。主要原因是其制殼、蠟?zāi)２牧铣杀靖?div id="4qifd00" class="flower right">
，且設(shè)備耗電也大得多
，設(shè)備投資也大。
(2)生產(chǎn)周期與低溫蠟-硅溶膠型殼相同
，比水玻璃及復(fù)合型殼長得多
。
(3)生產(chǎn)5-50kg的中大件往往要采用中溫液態(tài)蠟(65-70℃)及高壓(4.0-7.0MPa)注蠟，厚壁蠟?zāi)Ｒ卓s凹
，鑄件尺寸精度并不太高
，中大件對尺寸精度、表面粗糙度要求也沒有小件那么高
，故中大件較少采用硅溶膠(中溫蠟)型殼
。
4.2改進方向
(1)為降低成本，保證質(zhì)量
，在解決了石英對中溫蠟潤濕性很差的難題后
，采用石英石或熔融石英代替鋯英石無疑是一方向。熔融石英其熱膨脹系數(shù)僅為5×10-7/℃
，且其價格只有鋯英石的1/6
。在國外，熔融石英已逐步在擴大應(yīng)用范圍
。
(2)采用快干硅溶膠縮短制殼周期是國內(nèi)外同行共同努力的方向(見前述)
。
(3)研制國產(chǎn)的中溫蠟或改進石蠟一硬脂酸低溫蠟是我國精鑄界的重要任務(wù)。如何解決國產(chǎn)中溫蠟或改進型的低溫蠟回收處理的難題
，使其在生產(chǎn)中能長期保持蠟料性能不變化是能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵
。
5、結(jié)束語
(1)各種型殼工藝有其不同的適用對象
，選擇的依據(jù)是：鑄件的質(zhì)量要求、價位及交貨期
。綜合考慮
，正確選用zui經(jīng)濟合理的制殼工藝方案是保證生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、低成本鑄件的基礎(chǔ)
。
(2)水玻璃型殼雖有不少優(yōu)點但粘結(jié)劑本身固有的缺點使鑄件質(zhì)量難以提高
，質(zhì)量穩(wěn)定性也差。今后將會逐步被復(fù)合型殼
，尤其是成本低的石英一硅溶膠復(fù)合殼所取代
。
(3)硅溶膠是理想的粘結(jié)劑
，其型殼質(zhì)量高，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定
，返修率低
，是今后的發(fā)展方向。石英石
、熔融石英耐火料在面層型殼中的應(yīng)用
，快干硅溶膠的推廣，將其生產(chǎn)成本及制殼周期大大降低和縮短
，克服了這2點不足
，硅溶膠型殼(低溫蠟或中溫蠟)將在我國精鑄界得到廣泛應(yīng)用，畢竟高的鑄件質(zhì)量是zui重要的指標
。
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？ 產(chǎn)生原因
？8項防止措施">什么是鑄件“桔皮”？ 產(chǎn)生原因
？8項防止措施
1
、鑄件“桔皮”缺陷的特征
鑄件“桔皮”是生產(chǎn)中反復(fù)出現(xiàn)的一種鑄造缺陷，它對鑄件質(zhì)量的影響較大
，缺陷出現(xiàn)在鑄件肥厚部位
、熱節(jié)及內(nèi)澆道附近以及受熱集中而冷卻又慢的部位。鑄件表面有微凸的小圓斑
，呈“眼圈”狀
，這些表面粗糙，看起來象“桔子皮”的斑點
，在多種鑄件中反復(fù)出現(xiàn)
，有時整批鑄件均有，其在每個鑄件上的數(shù)量少則幾個
，多至整個平面
；小圓斑有的較大，有的小至麻點
；有時是單個分散的
，有時也呈密集的片狀凸起物，高出鑄件0.4-0.6mm
，直徑3-5mm
。據(jù)我公司統(tǒng)計，廢品中的15%是“桔皮”缺陷造成的
，而且碳鋼件產(chǎn)生桔皮缺陷的機會更多一些
。
2
、“桔皮”缺陷產(chǎn)生的原因分析
導(dǎo)致“桔皮”產(chǎn)生的根本的原因是涂料表面堆積、硬化不充分
。型殼在焙燒后
，其表面上形成黃色或黃綠色玻璃體，澆注后與鋼液反應(yīng)而形成硅酸鹽瘤粘附于鑄件表面
。單純地延長硬化時間
，無助于zui終解決“桔皮”問題。通過實踐
，有以下幾方面的原因
。
2.1原材料方面的影響
眾所周知，水玻璃涂料的粉液比低
，粉料分布不均勻
。水玻璃的模數(shù)愈高，密度愈大
，則涂料的粉液比愈低
，粉料的分布愈不均勻，也zui不易充分硬化
。
(1)水玻璃的影響
水玻璃的模數(shù)
、密度以及雜質(zhì)的多少對涂料的流動性影響極大。隨著模數(shù)的增大
，水玻璃中亞膠粒子比例增加
，其粘度會隨之增加，涂料的流變性惡化
，當模組涂掛時極易在表層造成局部涂料堆積
。
水玻璃參數(shù)不一致對涂料性能的影響是很大的，這一點很容易被忽視
。參數(shù)的不一致性表現(xiàn)在兩個方面
。
其一是模數(shù)的不一致性，剛進廠的水玻璃只有經(jīng)過長時間的靜置擴散(分散)后才能使同一批模數(shù)趨于一致
，達到穩(wěn)定的分散狀態(tài)
；這一過程所需時間在一星期以上，如果急于使用則不可能獲得理想的涂料流變性能
。
其二是溶液密度的不一致性
，在配涂料前通常要對水玻璃溶液的密度進行調(diào)整，應(yīng)該特別注意加水攪拌后馬上測得的密度是不真實的
，因為液體分散穩(wěn)定的過程尚未完成，與所希望的密度有一定的誤差
，據(jù)此配制的涂料
，其粘度和流動性都有誤差
。
(2)耐火粉料的影響
耐火粉料顆粒的分布和形狀對涂料流變性的影響較大，雙峰粉涂料具有較好的流變性是大家公認的
；但即便是粒度分布基本相同的雙峰粉
，當耐火粉料顆料形狀分別為多角、尖角和片狀的粉配制涂料時
，在粉液比和水玻璃模數(shù)相同的條件下其流變性也會有很大的差異
。
當粉料形狀越接近片狀時，其比表面積也越大
，顆粒間的摩擦力和作用力增大
，涂料的粘度將大于多角形的粉料。
(3)水玻璃密度和粉液比的綜合影響
水玻璃密度和粉液比的變化對表層涂料流變性的影響是非常直觀的
，水玻璃密度和粉液比過大時涂料粘度增加
、流變性變差、涂層變厚會引起涂料在型殼表面局部堆積
，型殼硬化不良zui終導(dǎo)致“桔皮”問題
。
2.2工藝方面的影響
(1)表面層風干不充分。表面層風干是涂料的再均勻化過程
，同時
，也是水玻璃脫水固化過程，如風干時間過短
，表面層涂料在熔模表面分布不均勻
，造成其后的硬化不充分，脫蠟后將在型殼內(nèi)表面形成團狀聚集物
，局部形成鈉鹽雜質(zhì)
。
(2)過度滴控。過度滴控指表面層浸掛涂料時
，單方向流動未能及時粘砂
，將導(dǎo)致涂料在熔模表面局部方向上的堆積，造成其后的硬化不完全
。
(3)型殼層間硬化不良
。由于涂料層尤其是前兩層中存在未硬化部分，未硬化的涂料在脫蠟和焙燒后造成型殼內(nèi)表面的鈉鹽聚集
，與鋼水反應(yīng)后生成“桔皮”缺陷
。
2.3環(huán)境方面的影響
在寒冷的冬季，過低的室溫使涂料流動性變差造成涂料堆積
，過厚堆積的涂料又不能完全硬化
；此外硬化液的溫度隨室溫的降低也會造成硬化過程的緩慢和不完全。環(huán)境濕度的影響則主要發(fā)生在雨季，空氣濕度的增加會影響風干過程
，常因為風干不足而出現(xiàn)“桔皮”問題
。
3、避免“桔皮”缺陷的措施
3.1原料選用
(l)水玻璃在模數(shù)合適的情況下
，必須嚴格控制雜質(zhì)含量
；應(yīng)根據(jù)環(huán)境的溫度、濕度
、鑄件的結(jié)構(gòu)特點以及所配粉料的特點調(diào)整水玻璃密度
。
(2)粉料在粒度符合使用要求的條件下，其粒形至關(guān)重要
，球形和多角形粉料是較理想的
，而片狀粉料不能使用。
3.2工藝對策
(1)水玻璃密度的調(diào)整
。密度的合適與否將直接影響鑄件的表面質(zhì)量
，密度過大會導(dǎo)致涂料流動性差而造成分層和“桔皮”缺陷，密度過小又會形成鑄件表面的黃瓜刺
；合適的密度通常與環(huán)境溫度
、粉料的粒度、微觀形狀及鑄件的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)系
。密度一般控制在1.27-1.29g/cm3之間
，其調(diào)整原則是:
①環(huán)境溫度高時增加密度，低時減小密度
；
②粉料粗且片狀比例小時增加密度
，粉料細且片狀比例大時減小密度；
③結(jié)構(gòu)簡單涂料易流動的鑄件可適當增加密度
，反之減小密度
。
(2)粉液比的確定。粉液比也是影響鑄件表面質(zhì)量的重要因素之一
，比例過大則會因涂料的流動性差導(dǎo)致涂掛不均勻而產(chǎn)生分層和涂料堆積
；而太小則會產(chǎn)生鑄件表面的黃瓜刺。其配比原則是在保證涂料流動性的前提下盡量提高粉液比
。
(3)硬化液的濃度
、溫度與硬化時間。一般情況下
，氯化氨質(zhì)量分數(shù)在25%以上的硬化劑才會有較好的硬化效果
；如果氯化銨含量低，靠延長時間是不能改善硬化效果的
。
(4)涂掛操作方式
。實際生產(chǎn)中有相當一部分“桔皮”問題是由于操作不當造成的
，涂料的單方向流動極易產(chǎn)生堆積而造成硬化不充分，所以在蠟?zāi)＝焱苛现蟮牡慰刂钡饺錾巴戤叺恼麄€過程中
，必須不斷改變模組的方向
。
(5)脫蠟工藝。在脫蠟熱水中補充適當?shù)挠不瘎?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，由于硬化劑的吸熱作用和反?yīng)，會進一步使得表面層所滯留的反應(yīng)產(chǎn)物NaCl溶于脫蠟水中而大部分去除
，此時
，型殼表面形成的是一層低鈉硅膠層，有利于防止“桔皮”缺陷的產(chǎn)生
。
(6)環(huán)境溫度
。環(huán)境溫度偏低會導(dǎo)致涂料流動性差，造成涂掛不均勻而形成桔皮及其他制殼缺陷
，制殼工序的環(huán)境溫度應(yīng)控制在15℃以上
。
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