制造型殼用的材料可分為兩種類型,一種是用來直接形成型殼的,如耐火材料、粘結(jié)劑等;另一類是為了獲得優(yōu)質(zhì)的型殼,簡化操作、改善工藝用的材料,如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。
1)耐火材料
目前熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及硅酸鋁耐火材料,如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時也用鋯英石、鎂砂(MgO)等。
2)粘結(jié)劑
在熔模鑄造中用得最普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液(簡稱硅酸溶膠),如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸(H2SiO3)和溶劑,有時也有穩(wěn)定劑,如硅溶膠中的NaOH。
硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得最早、最普遍的粘結(jié)劑;水玻璃殼型易變形、開裂,用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國,當生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點較低的有色合金鑄件時,水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn);硅溶膠的穩(wěn)定性好,可長期存放,制型殼時不需專門的硬化劑,但硅溶膠對熔模的潤濕稍差,型殼硬化過程是一個干燥過程,需時較長。
制殼過程中的主要工序和工藝為:
1)模組的除油和脫脂
在采用蠟基模料制熔模時,為了提高涂料潤濕模組表面的能力,需將模組表面的油污去除掉。
2)在模組上涂掛涂料和撒砂
涂掛涂料以前,應(yīng)先把涂料攪拌均勻,盡可能減少涂料桶中耐火材料的沉淀,調(diào)整好涂料的粘度或比重,以使涂料能很好地充填和潤濕熔模,掛涂料時,把模組浸泡在涂料中,左右上下晃動,使涂料能很好潤濕熔模,均勻覆蓋模組表面。涂料涂好后,即可進行撒吵。
3)型殼干燥和硬化
每涂復好一層型殼以后,就要對它進行干燥和硬化,使涂料中的粘結(jié)劑由溶膠向凍膠、凝膠轉(zhuǎn)變,把耐火材料連在一起。
4)自型殼中熔失熔模
型殼完全硬化后,需從型殼中熔去模組,因模組常用蠟基模料制成,所以也把此工序稱為脫蠟。根據(jù)加熱方法的不同,有很多,脫蠟方法,用得較多的是熱水法和同壓蒸汽法。
5)焙燒型殼
如需造型(填砂)澆注,在焙燒之前,先將脫模后的型殼埋箱內(nèi)的砂粒之中,再裝爐焙燒。如型殼高溫強度大,不需造型澆注,則可把脫模后的型殼直接送入爐內(nèi)焙燒。焙燒時逐步增加爐溫,將型殼加熱至8000-10000C,保溫一段時間,即可進行澆注。