熔模铸造型壳裂纹变形等缺陷Word格式.docx

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在型壳的表面上有弯曲的、深浅不等的裂纹。

1．产生原因

（1）涂料中水玻璃的模数、密度过高或过低；

涂料中的粉液比过低；

或硬化剂的浓度、温度和硬化时间不当，硬化不充分；

或型壳在硬化前的自然风干时间不够，不利于硬化剂的继续渗透硬化，影响了硅凝胶的连续性和致密性；

或型壳的层数不够等原因，导致型壳的强度低，出现了裂纹。

（2）涂料层涂挂的不均匀，或撒砂层厚薄不均；

尤其是浸涂料后没有撒上砂的部位，硅凝胶在收缩时受力不均匀，导致型壳产生裂纹。

（3）脱蜡液的温度低，脱蜡时间太长。

由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数，脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用；

如果超过此时型壳的强度极限，就会产生裂纹，甚至开裂。

（4）焙烧时，型壳入炉温度高，升温过快，或高温出炉急冷；

或型壳多次焙烧，产生微裂纹，甚至裂纹，降低了强度；

或型壳的高温强度低，使型壳在焙烧时产生裂纹。

（5）清理浇口杯时，机械损伤浇口杯。

2．防止措施

（1）采用下列措施，型壳的高温强度就高。

①水玻璃的模数M=3.0～3.4，密度ρ=1.30～1.33g/cm3配制的加固层涂料。

②采用合理的涂料配制工艺，并执行涂料的“配比-温度-粘度”曲线。

③采用合理的硬化工艺，控制硬化剂的“浓度-温度-硬化时间”；

或选用氯化铝代替氯化铵硬化型壳。

④合理的制壳工艺，如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合，硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。

⑤采取措施增加型壳强度，如常用的增加型壳层数，或采用复合型壳等；

必要时大件型壳可用铁丝加固等。

（2）蜡模浸入检验合格的涂料中，上下移动和不断地转动，提起后滴去多余的涂料，使涂料均匀地覆盖在模组的表面上；

不能出现涂料的局部堆积或缺少涂料（漏涂）；

并及时、均匀撒砂。

（3）适当提高脱蜡液的温度，控制在95～98℃；

缩短脱蜡时间，以15～20min，不超过30min为宜；

水玻璃型壳脱蜡的要点：

高温快速。

必要时，改进脱蜡方法。

（4）选用合理的焙烧工艺，氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850～900℃，时间0.5～2h；

并严格执行；

必要时，采用阶段升温，或冷却；

型壳焙烧不能超过两次。

焙烧良好的型壳呈白色、粉白色或粉红色；

焙烧不良的型壳呈深色或深灰色，表示型壳残留较多的碳分。

（5）清理浇口杯时应仔细，避免机械损伤；

必要时，改进浇口杯的结构。

二、型壳变形

特征：

型腔的尺寸不符合图样要求，如图3所示。

图3型腔变形的型壳

1.产生原因

（1）型壳高温强度低，其抗高温变形能力也低。

型壳变形大部分是在脱蜡、焙烧或浇注过程中产生的。

浇注时，靠近浇口的高温有可能使型壳发生变形。

（2）涂料的粘度大，涂层过厚，涂料堆积；

或硬化液浓度低，温度低，硬化时间短，硬化不足等原因，导致型壳的强度低。

由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数，脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用，是型壳在脱蜡过程中变形。

（4）中小件型壳的焙烧温度过高、焙烧时间过长；

或冷却过快；

或焙烧时摆放不当，使得支撑受力不平衡等原因，引起局部变形。

（5）焙烧炉不能满足工艺要求。

（6）焙烧与浇注配合不当，型壳在焙烧后的热态时，强度较高；

温度下降时，强度随之下降。

如型壳在冷态下浇注，型壳急剧升温热膨胀系数大，导致型壳变形。

2.防止措施

（1）下列因素的合理匹配与控制，就可以适当的提高型壳的高温变形能力：

②选用硬化剂；

氯化铝硬化的型壳比氯化铵硬化的型壳。

③铝硅系粉、砂，代替硅石粉、砂。

④制壳工艺。

如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合，硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。

⑤焙烧和浇注的合理配合，防止型壳在冷态下浇注。

⑥采用复合型壳，如水玻璃与硅溶胶型壳，水玻璃与硅酸乙酯型壳等。

（2）掌握、运用、控制涂料的“配比-粘度-温度”关系曲线；

注意涂挂操作，使涂层均匀地覆盖；

控制硬化液的浓度、温度和硬化时间，使型壳充分硬化。

（3）型壳停放12～24h再脱蜡；

选择合理的脱蜡工艺，脱蜡液的温度控制在95～98℃，脱蜡时间为15～20min，不超过30min；

以及型壳在脱蜡过程中的摆放等。

（4）选择合理的焙烧工艺，氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850～900℃，时间0.5～2h；

注意型壳在焙烧过程中的摆放，避免型壳彼此挤压；

控制焙烧出炉的冷却速度等。

焙烧良好的型壳呈白色、粉白色或粉红色。

（5）加强焙烧炉的定期检测和日常维护保养，使其满足焙烧工艺要求。

三、型壳鼓胀

型壳整体鼓胀，或局部涂层鼓胀。

型芯鼓胀，如图4所示；

型壳内表面鼓胀，如图5所示。

图4 

型芯向型腔鼓胀

图5 

型壳内表面层向型腔鼓胀

１．产生原因

（1）型壳分层的各种原因：

①水玻璃模数高，或涂料的粘度大；

操作不当，或撒砂时间控制不当，使涂料或型砂局部堆积；

以及硬化不良等原因。

②面层硬化前的自然风干时间太长，与第二层涂料润湿和结合不好。

③涂料撒砂后，表面有浮砂；

或面层砂的粒度过细，砂中粉尘过多或砂粒受潮含水分过多；

导致第二层涂料与面层砂结合不牢。

④面层硬化后晾干的时间短，型壳局部表面残留过多的硬化液等原因。

（2）型壳抗高温变形能力低的原因：

①型壳高温强度低，其抗高温变形能力也低。

型壳鼓胀大部分是在脱蜡、焙烧或浇注过程中产生的。

②涂料的粘度大，涂层过厚，涂料堆积，或硬化液浓度低，温度低，硬化时间短，硬化不足等原因，导致型壳的强度低，抗高温变形能力也低。

或焙烧时摆放不当（堆压、挤压）等原因。

（5）焙烧与浇注配合不当，如型壳在冷态下浇注，型壳急剧升温热膨胀系数大，导致型壳鼓胀。

（1）防止型壳分层的各种措施：

①控制制壳场地的温度保持在22～26℃为宜；

适当的降低涂料粘度，增加其流动性；

必要时，在涂料中适当的添加表面活性剂，改善涂料的涂挂性、覆盖性；

注意操作方法，即型壳浸入涂料中，要上下移动和不断地转动，提起后滴去多余的涂料，使涂料均匀地涂挂和覆盖在型壳的表面上，立即撒砂，不能出现涂料或型砂的局部堆积，并充分硬化。

②型壳硬化前应自然风干一定的时间，一般选用15～40min，以型壳“不湿不白”为宜；

硬化后要进行晾干，使型壳继续进行渗透硬化，硬化的更加充分。

③检验型砂的粒度和粉尘（粉尘含量≤0.3%），控制型砂在使用中的湿度应≤0.3%；

并及时清除型壳上多余的浮砂；

面层撒砂的粒度不要过细，以40/70目为宜。

（2）防止型壳变形的各种措施：

①选择合适的水玻璃模数和密度，选用涂料合理的“粉液比、粘度和温度”；

铝硅系粉、砂，代替硅石粉、砂；

选用合适的硬化剂及选用合理的硬化工艺参数，控制硬化液的浓度、温度和硬化时间，使型壳充分硬化。

②注意涂挂操作，使涂层间均匀地覆盖。

③型壳停放12～24h再脱蜡；

脱蜡液的温度控制在95～98℃，脱蜡时间为15～20min，不超过30min。

④氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850～900℃，时间0.5～2h；

总之，选用合理的涂料工艺、制壳工艺、焙烧与浇注工艺，或采用符合型壳等，提高型壳抗高温变形能力。

四、型壳表面脱层缺陷

1.产生原因：

表面层和加固层涂料之间结合不好；

（1）涂料粘度过大；

（2）涂料堆积过厚；

（3）表面层砂过细；

（4）粉尘多、浮砂多；

（5）干燥、硬化工艺不规范。

2.防止方法

（1）严格控制涂料粘度；

（2）沾浆后多旋转模组，使浆料流平，避免涂料堆积；

（3）选择合适的撒砂粒度；

（4）降低粉尘含量；

（5）优化干燥、硬化工艺。

五、型壳强度不够

（1）原材料不合技术要求；

（2）涂料工艺及操作不规范；

（3）干燥、硬化工艺不规范：

和型壳的干燥硬化工艺有关，即干燥地点的温度、湿度、空气流通情况及干燥时间、硬化剂浓度和时间等；

（4）脱蜡工艺不规范；

（5）焙烧工艺不规范。

（1）精选符合技术要求的原材料；

（2）严格涂料工艺及操作规范；

（3）合理制定干燥、硬化工艺：

（4）规范脱蜡工艺；

（5）规范焙烧工艺。

六、型壳煮烂

（1）型壳由于干燥不完全，未能使硅溶胶完全转变成凝胶，仅仅形成冻胶，而冻胶与凝胶之间遇水又能发生转变，这样在脱蜡的过程中发生型壳煮烂现象。

（2）脱蜡方法、脱蜡工艺不合理，或者操作不规范导致型壳在脱蜡过程中煮烂。

1.严格控制干燥环境参数，充分干燥后再进行下一层操作。

2.选择合理的脱蜡方法和制定合理的脱蜡工艺，严格操作规范。

如中温模料选用采用蒸汽脱蜡釜脱蜡。