硅溶胶铸造生产工艺解读.docx
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硅溶胶铸造生产工艺解读
硅溶胶铸造生产工艺
一、蜡模制作
蜡料处理工艺操作守则
蜡料处理流程：
（静置桶I中）静置脱水→（除水桶中）搅拌蒸发脱水→（静置桶II中）静置去污
1 工艺参数
静置桶I 静置温度 85－90℃ 静置时间 6－8h 除水桶 搅拌温度 110－115℃ 搅拌时间 10－12h 静置桶II 静置温度 80－85℃ 静置时间 ＞12h 保温箱 保温温度 54±2℃ 保温时间 ＞24h
2 操作程序
2.1 检查设备、温控仪表是否处于正常工作状态。
2.2 将脱蜡釜回收的旧蜡液倒入过滤槽中过滤；再送到静置桶I中，在低于90℃下静置6－8h。
2.3 静置完毕把沉淀水放掉后，将蜡液倒入除水桶中。
2.4 除水桶中的蜡液，在110－120℃保温并搅拌，使残留水分蒸发，到目视蜡液表面无泡沫为止。
2.5 将除完水的蜡液，经过＜60目筛网过滤再放入＜90℃的静置桶II中，保温静置12h以上。
2.6 各除水桶、静置桶应定期性的放掉其底部的残留水和脏杂物。
2.7 把静置桶II中处理好的回收蜡液送到模头压蜡机保温桶中，用于主产模头（浇道）。
2.8 根据旧腊料性能和腊料消耗情况，不定期的在静置桶II中适量加新蜡，一般在3%－5%左右。
2.9 将合格的蜡液灌入保温箱内的蜡缸中，为减少蜡缸内蜡液中的气体，先保持一段高温时期80℃/2h后降至54℃。
在54±2℃下保温24h后，方可用于压制蜡模。
3 注意事项
3.1除水桶，静置桶均应及时排水、排污。
3.2经常检查各设备温控仪表的工作状况，防止失控，尤其应防止温度过高造成蜡料老化。
3.3每月检查一次蜡处理设备各导热油的液面位置，油面应距设备顶面200㎜左右，防止油溢出。
并注意检查设备有无渗油现象。
3.4经常检查环境状态，避免灰尘及外来物混入蜡料中。
压制蜡模工艺操作守则
1 工艺要求
室温 22±2℃
蜡缸温度 54±2℃（大件应根据工艺要求设定）
射蜡嘴温度 57－64℃
压射压力 4.2Mpa（42kgf/cm2）
保压时间 5－15s
冷却水温度 ＜10℃
2 操作规程
2.1 检查压蜡机油压、保温温度、操作按钮等是否正常。
按照技术规定调整压蜡机压射压力、射蜡嘴温度、保压时间、冷却时间等。
2.2从保温箱中取出蜡缸，装在压蜡机上，放出上部混有空气的蜡料。
2.3 将模具放在压蜡机工作台面上，调整射蜡嘴使之与模具注蜡口高度一致，检查模具所有芯子活块位置是否正确，模具开合是否顺利。
2.4打开模具，喷上微薄一层分型剂。
合型，对准射蜡嘴。
2.5双手按动工作按钮，压制蜡模。
2.6抽出芯子，打开模具，小心取出蜡模。
按要求放入冷却水中或放入存放盘中冷却。
并检查有下列缺陷的蜡模应报废：
（1） 有严重气泡的蜡模；
（2） 棱角不清晰的蜡模；
（3） 变形不能修复的蜡模； （4） 尺寸不符号规定的蜡模。
2.7清除模具上残留的蜡料，注意只能用压缩空气吹净模具分型面、芯子上的蜡屑、脱模剂，不准用金属刀具去铲刮型腔、抽芯。
慎防损害模具型腔部位。
2.8按以上各条进行下一次压制蜡模，以后往复循环生产。
2.9及时将蜡模从冷却水中轻轻取出，用压缩空气吹净蜡屑及水珠，并进行自检，将合格蜡模正确放入存放盘中。
2.10每班下班或模具当班生产完毕后，应用软布等清理模具。
如发现模具有损伤应立即报告领班，由领班处理。
并清扫压蜡机、工具及现场，做到清洁、整齐。
3 注意事项
3.1压制蜡模时，首先必须进行首件检查，确认合格后，方可进行操作。
压制过程中不能轻易变动压制参数。
3.2使用新的模具时，务必弄清模具组装、拆卸顺序，蜡模取出方法。
3.3蜡模存放时，应注意搁置方向，防止变形。
需要时可采取卡具等措施，以避免蜡模变形。
3.4每班打2－3件收缩率试样（如Ø100X6㎜圆饼试样等），冷却后测其收缩率，并做好记录。
3.5下班前将蜡缸中的残存余蜡放完。
废蜡模及废蜡要保持干净，放入废蜡箱中，及时送到蜡处理工部。
3.6压蜡机工作时，不准用手扶模具或将手伸合型台面下，且不准单手操作按钮，防止人身安全事故。
3.7蜡模间要做好安全防火工作。
蜡浇道模头制作工艺操作守则
1 工艺要求
室温 22℃±2℃
压射蜡温度 70－75℃
压射压力 0.2－0.4Mpa
保压时间 视浇道种类而定
2 操作程序
2.1 整体浇道压制
2.1.1检查模头压蜡机气压、保温桶温度、操作按钮等是否正常，按照技术规定调整机器压射压力等参数。
2.1.2将浇道（模头）模具放在机器台面上，检查机器射蜡嘴是否与模具注蜡口高度一致，模具开合是否顺利，
2.1.3打开模具，喷上微薄一层分型剂，安放螺帽，合上模具，对准射蜡嘴。
2.1.4双手按动工作按钮，压制浇道（模头）蜡模。
2.1.5压制完毕，抽出芯子，打开模具，小心取出浇道（模头）蜡模，放入冷却水中。
注意有缺陷的应报废。
2.1.6清除模具上残留的蜡料。
2.1.7喷分型剂，放螺帽，合型，进行下一次压制，以此往复循环生产。
2.1.8蜡浇道在冷却不中冷却3－5min后取出，用压缩空气吹净水珠，放在指定位置。
2.1.9每班下班或模具使用完毕，应将设备及模具清理干净。
3 注意事项
3.1模具型腔不要喷过多的分型剂。
3.2蜡浇道（模头）表面应平整，无凹陷、裂纹和披缝。
蜡浇道（模头）如有裂纹、凹陷、气泡等缺陷要进行修补，不能修补的应报废。
3.3做好压注模头的安全工作，蜡料气压缸缸盖未旋紧时严禁向缸内开压缩空气，压缩空气未关闭，缸内余气未放净时，严禁旋开缸盖。
3.4蜡模间要做好安全防火工作。
蜡模修整工艺操作守则
1 工艺要求 室温 22℃±2℃
2 操作程序
2.1修模前应检查蜡模外观棱角清晰、表面平整光滑、无缺陷，尺寸符合要求，无变形。
2.2修模
2.2.1用刀片刃口沿着蜡模表面小心而轻柔地刮除飞边或分模线，不得损伤蜡模。
对小飞边也可直接用布擦除。
2.2.2蜡模凹陷处应用修补蜡修复，修后表面要平整。
2.2.3蜡模上的气泡必须挑破，用修补蜡修复原状。
2.2.4对要求高的铸件其蜡模皱纹必须修补平整光滑。
2.2.5用压缩空气气嘴将蜡屑吹干净，按要求放在存放盘中。
2.3修模后检查：
检查蜡模是否完整、有无变形、表面粗糙和字迹是否合格等。
2.4工作完毕，清理现场。
3 注意事项
3.1修光后的蜡模必须达到有关检验要求。
3.2修好的蜡模要按要求整齐摆放在存放盘中，防止变形。
3.3做好安全防火工作。
模组焊接工艺操作守则
1 工艺要求 室温 24℃±3℃
焊后蜡模上表面距浇口杯上缘最小距离不小于60㎜。
焊后蜡模间距 6－8㎜（最小4㎜），带孔、槽的间距稍大约10-12mm;内浇口长度8－12㎜。
2 操作程序
2.1对所有蜡模再次进行目视检查，保证100%合格。
2.2按铸件工艺技术规定选择浇道种类。
2.3对蜡浇道（模头）进行检查，保证合格。
2.4对合格蜡浇道的浇口杯上装上经清理干净的盖板，并使保证平整无缝隙。
有缝隙的应用电烙铁烫平缝隙，以免制壳时浆料流入。
2.5用粘结蜡或电烙铁进行焊接。
放好蜡浇道（模头），按工艺技术规定将蜡模整齐、牢固地焊，粘在浇道（模头）上。
2.6组焊好的蜡模组的浇口杯上，按工艺规定的金属材料，标辨认标记。
2.8用压缩空气吹掉模组上的蜡屑。
将模组吊挂在运送车上送到洗模工序。
工作完毕，清理现场。
3 注意事项
3.1 蜡模与浇道焊接应牢固，无缝隙。
3.2同一组蜡模组上焊接的蜡模必须是同一材料。
3.3如有蜡液滴在蜡模上，应将其蜡滴修刮干净。
3.4注意安全，工作完毕切断电源。
并做好安全防火工作。
模组清洗工艺操作守则
1 工艺要求
1.1 清洗剂 ZF－301等 1.2 室温 22℃±2℃
2 操作过程
2.1按比例配制清洗液，并搅拌。
2.2将组焊好的静置45min以上的蜡模组，从运送小车上取下，先把模组完全浸入清洗液中，连续往复三次，共约5s，提起模组，滴净液体。
2.3取出蜡模组用压缩空气将模组吹干或凉干。
2.4把清洗完的模组吊挂到运送小车上。
2.5抽查模组清洗效果：
2.5.1从同一批洗净的模组中选取两组浸入硅溶胶（加入容积0.5%的润湿剂）中，抽出后小心检查是否完全润湿。
2.5.2能完全润湿说明清洗效果良好，可将此模组在水中漂洗去硅溶胶，用压缩空气将水吹去，挂吊到运送小车上待用。
2.5.3如模组不能完全润湿，则整批模组必须重新洗净。
3 注意事项
3.1如液面下降，要及时补充新液。
若有白色片状物污染，则应放置24h，把2/3干净溶液吸出，倒掉其余脏液，补充新液，即可再用。
（一般每配一次清洗液，可用40天左右，6000－8000组以上）
3.2清洗液使用过程中，应将掉落的蜡模等及时取出。
使用后，除去全部外来物，用盖密封保存。
3.3模组清洗间应有换气设备，空气要流通。
并严禁烟火，做好安全防火工作。
二、制壳
1.原辅材料标准
1.1硅溶胶的技术条件（化学成分和物理性能）：
牌号
化学成分
物理性能
其它
SiO2
（%）
Na2O（%）（≤）
密度
（g/cm3）
PH
运到粘度（mm2²/s）
SiO2粒子直径（nm）
外观
稳定期
≤
S830
24－28
0.3
1.15－1.19
9－9.5
≤6
7－15
乳白或淡青色无杂物
一年
S1430
29－31
0.5
1.20－1.22
9－10
≤8
9－20
一年
1.2润湿剂（JFC）质量指标：
指标名称
指标
外观
淡黄色粘稠液体
渗透力， %
为标准样品的100－110
雾点， ℃
40－50
润湿剂应与其它有机物料分开贮放。
1.3锆英砂、粉的技术条件：
化学成分
等级
化学成分（%）
（ZrHf）O2
≥
SiO2
TiO2
Fe2O3
P2O5
Al2O3
≤
1
66.00
33.00
0.30
0.15
0.20
0.30
2
65.00
33.00
1.00
0.25
0.20
0.80
3
63.00
33.50
2.50
0.50
0.25
1.00
砂中含粉量不大于0.30%。
砂粉中含水量不大于0.30%；耐火度不低于2190℃。
锆英砂粒度为：
80－120目。
锆英粉粒度为：
≤350目。
每批进货应附有生产厂家质量合格证明书。
必须采用双层包装，装外表应印刷材料名称、规格、净重、生产厂家、批号、生产日期等标志。
严禁受潮和混入杂物。
1.4莫来（上店）砂、粉的理化指标：
化学成分 %
物理性能
Al2O3
SiO2
有害杂质含量 ≤
主晶相， （%）
耐火度（℃）
Fe2O3
TiO2
CaO+MgO
K2O+Na2O
灼烧
莫来石
方石英
40－46
49－55
1.20
1.50
0.70
0.30
0.50
≥55
15－20
≥1750
砂中含粉量不大于0.30%。
莫来砂粒度为：
16－30目；20－40目；30－60目；50－80目。
莫来粉粒度为：
315目；275目。
220目。
每批进厂的材料，应附有生产厂家质量合格证明书。
包装袋外表应印刷材料名称、规格、净重、生产厂家、日期等。
运输贮存中，防止受潮或雨淋，不同规格分类存放。
2.涂料、制壳使用设备的技术参数。
2.1搅拌机：
380V 2.2kw 50Hz
型号ZJ－Ø600（Ø800） 尺寸1400×1000×1100（mm）
2.2淋砂机：
（LS－X） 380V 1.5kw 50Hz
2.3浮砂机：
（FS－X） 380V 4kw 60Hz
3.制壳操作工艺
3.1涂料的配制
3.1.1涂料的配比及性能
配比及性能
涂料种类
面层
过渡层
加固层
面层预湿浆
涂料配比
硅溶胶/kg
10
10
10
10
锆英粉/kg
30－36
8－10
上店粉/kg
16－17
14－15
湿润剂/ml
20－30
消泡剂/ml
15－20
10
涂料性能
流杯粘度/s
50±5S
20±2（预湿）
预湿25±2
不预湿13±1
6－8
比重/g/ml
2.7－2.8
1.82－1.85
1.81－1.83
注：
（1）要求高的铸件（深孔、深槽、小孔、多孔、盲孔）可使用两层锆英粉涂料；一般普通铸件只使用一层面层和过渡层再涂背层涂料。
小铸件（50g以内的）涂4层半即可。
（2）涂料粘度使用4＃詹氏杯测定。
（3）室温：
面层24±2℃ 背层：
24±3℃
（4）涂料搅拌机转速22－30r/min。
（5）涂料搅拌时间:
面层涂料，全部为新料时，搅拌时间≥24h，部分新料搅拌时间≥12h；过渡层涂料及背层涂料，全部为新料搅拌时间≥10h，部分新料搅拌时间≥5h。
3.1.2涂料配制操作工艺：
序号
内容
1
检查设备是否处于工作状态
2
按比例将硅溶胶倒入涂料桶中
3
开动沾浆机，使其旋转
4
配制面层时，按每公斤硅溶胶2.5ml的比例加入润湿剂（JFC），混均匀
5
按比例将耐火粉料缓慢加入，应注意防止粉料结块
6
配制面层时，按每公斤硅溶胶1.8ml的比例加入消泡剂，混均匀
7
混均匀后，测粘度：
过高、加硅溶胶；过低、加粉料（注：
此时测应稍高）
8
将涂料配制好后，盖上浆桶，以免蒸发；使用时如粘度过高，可用蒸馏水加以调整
注意事项：
（1）面层涂料配制时，应严格按照加料顺序，依次加入硅溶胶、润湿剂、锆英粉、消泡剂，加料顺序应正确。
（2）涂料浆务必保持干净，不得有蜡屑、砂粒等，不得有过多的气泡。
（3）涂料浆粘度，每次上、下班时均需测定、调整并记录。
（4）建议面层涂料每月更换一次。
（5）为提高型壳的透气性、减轻铸件的表面氧化；建议在背层涂料浆内加入适量的石墨粉。
3.2制壳操作工艺
3.2.1工艺要求
参数
层次
第一层
（面层）
第二层
（过渡层）
第三、四层
（加固层）
半层
（封浆层）
涂料种类
面层涂料
过渡层涂料
加固层涂料
加固层涂料
浆料粘度（s）
45－55
22±2
不预湿13－15 预湿25±2
7－8
撒砂（目）
80－120锆砂
50－100锆砂或40－70上店砂
16－30莫来砂
温度（℃）
21－27
湿度（HR%）
65-70
40－60
风力
无
微
强（6-8米/秒）
强（6-8米/秒）
干燥时间（h）
6
＞8
＞12
＞10
预湿剂
低粘度硅溶胶锆英粉混合料
硅溶胶
一般第四层起不预湿
3.3制壳操作程序
3.3.1检查模组应经检验合格，并经清洗，彻底干燥。
同时检查模组上的记号是否符合质量跟踪卡（或工艺卡片）上的材质要求；如有疑问，及时弄清，以免产生不必要的后果。
3.3.2检查需用的涂料浆粘度及搅拌时间应符合工艺规定要求。
3.3.3检查工作时，干燥间的温度、湿度应达到要求。
3.3.4浸面层预湿浆：
从模架车上取下模组，以30°左右角度缓慢地浸入预湿浆中，稍作旋转，然后以稍快的速度取出，使多余的浆料滴除，用压缩空气吹去各部位的气泡使模组均匀敷上一层薄浆。
3.3.5涂面层浆：
将敷有预湿浆的模组，再以30℃左右角度缓慢地浸入（面层）涂料浆中，稍作旋转，使蜡模上的沟槽、拐角、字码、图案、通孔、盲孔均能敷上涂料，然后以稍快的速度取出，用压缩空气吹去各部位的气泡；同时不停得转动模组，使多余的浆料滴除。
形成完整均匀涂层。
（应特别注意：
当蜡模上细小复杂部位未能敷上涂料时，请用小排笔沾浆涂刷或重新涂浆；确保质量。
）
3.3.6 面层撒砂：
将涂上均匀涂料的模组伸入淋砂机中多方向翻转，使表面均匀覆上一层锆英砂。
3.3.7取出模组检查撒砂应全面覆盖，抖动模组。
使多余砂掉落。
3.3.8将撒砂后的模组挂在模架车上，等整车挂满后推送到面层干燥间进行干燥。
3.3.9当第一层干燥达到6小时左右，检查干燥程度；如干燥合格，开始第二层作业。
3.3.10吹去多余的浮砂，浸预湿剂，浸入后产；立即取出，并尽快进行第二层涂浆。
3.3.11涂第二层（过渡层）浆，操作同3.3.5执行。
3.3.12第二层撒砂：
1.当铸件要求第二层撒锆英砂时，操作方法按3.3.6、3.3.7执行。
2.当铸件要求不高时，第二层采用上店砂过度，将浸好的壳模放入浮砂桶中敷砂，检查全面覆盖；抖去多余的浮砂。
3.3.13将上好砂后的壳模挂在模架车上，等挂满后推送到第二层干燥间去进行干燥。
3.3.14当第二层干燥达到8小时左右，检查其干燥度，如合格，进行加固层涂料。
3.3.15吹去多余的浮砂，浸入第三层预湿剂（同前），随后涂第三层浆料再撒砂，方法同前。
3.3.16第三层敷完砂后，将上好砂后的壳模挂在模架车上，送到加固层干燥间去进行干燥。
3.3.17加固层的第四、五层（一般小铸件四层即可），不浸预湿剂，沾加固层浆料再按要求的撒砂粒度撒砂。
3.3.18封浆层：
是为了加强模壳的强度和防止外层掉砂现象，在模壳最后加固层达到干燥要求后，进行涂浆而不敷砂。
然后送入加固层干燥间进行干燥10h以上。
4.注意事项：
4.1严格控制干燥间的湿度、温度、风力及涂料粘度。
4.2要认真仔细地做好面层、过渡层的操作，做到沾浆全面、撒砂到位、干燥彻底。
4.3面层浆料中绝不允许撒砂后的模组浸入。
4.4涂制下一层前，必须吹去上一层多余的浮砂。
4.5面层和过渡层的模壳干燥速度不宜过快，干燥时间不宜过长。
以防出现裂纹等缺陷。
4.6操作中做好眼睛防护和机电设备安全操作。
做到安全生产无事故。
4.7做好操作原始记录（记录时按模架车上的温度、湿度）为准。
5脱蜡工艺操作守则
5.1脱蜡设备的技术参数
5.1.1全自动蒸汽发生器参数：
最大蒸汽发量：
0.75T/H（750kg/h）
设计压力：
0.8Mpa
工作压力：
0.7Mpa
传热面积：
9.9m²
蒸汽温度：
169.9℃
5.1.2蒸汽脱蜡釜参数：
设计压力：
1.0Mpa
工作压力：
0.75Mpa
设计温度：
183℃
使用温度：
135℃-160℃
介 质：
水蒸汽
5.1.3高压蒸汽法脱蜡工艺要求：
脱蜡蒸汽压力：
0.6－0.75Mpa
脱蜡时间：
6－8min（根据铸件大小、复杂程度确定）
注：
脱蜡前型壳必须保持恒温。
脱蜡虹必须快速升压；缓慢降压。
脱蜡后的型壳必须干净无蜡液，浇口杯完整。
5.1.4操作程序：
（1）脱蜡前对脱蜡釜进行压力试验，并预热1－2次。
（2）把已达到干燥标准的模组取下，拆下挂钩、盖板，并将浇口杯边缘多余型壳材料去除干净。
（3）把模组快速倒放在脱蜡蒸汽釜装载车上，送入脱蜡蒸汽釜内，立即关好机门；打开蒸汽阀，使压力快速达到0.6Mpa；目前约2－3min，再根据铸件的大小、型壳的厚薄程度设定脱蜡时间。
（4）设定时间到后，关闭蒸汽阀，泄放蒸汽压，慢速泄放约1min以上。
（5）当压力表指示压力的“零”时，将回收蜡放干净后，打开脱蜡釜门，用装载车将型壳拉出。
（6）检查脱蜡质量和型壳质量，将合格的型壳按同一图号整齐放好；待焙烧。
（7）型壳修补：
表面只有细小裂纹时，可在该处涂、沾涂料修补。
（8）将排出的回收蜡液过滤后倒入＜90℃的静置桶中，保温静置。
（9）工作完毕，清理所用设备和场地，关闭锅炉。
5.1.5注意事项：
（1）经常查看蒸汽锅炉脱蜡釜压力表，水位计和安全阀是否正常。
（2）不要碰坏或刮伤脱蜡釜机门的密封填料，如果漏气应立即更换。
（3）模组从制壳间运到脱蜡处应立即脱蜡，若延迟会造成型壳先期受热，因蜡料膨胀造成型壳开裂。
（4）随时检查蒸汽脱蜡釜内的落砂情况，若过多，应及时清理（或用蒸汽清洗）。
（5）做好安全生产，防止烫伤。
三、熔炼与浇铸
1设备的技术参数
1.1 中频感应炉技术参数
名称
100
50
额定输入电压
380V
380V
输入电流频率
50Hz
50Hz
额定输入功率
200kw
120kw
最大输出电压
800V
800V
额定容量
100kg
50kg
工作温度
1680℃
1680℃
名称
100
50
最大输入电流
380A
220A
输入电源相数
3 相
3 相
最大输出电流
440A
260A
额定功率
200kw
120kw
工作频率
1000Hz
2500Hz
冷却水耗量
3m³/h
2.5m³/h
附：
20kg、50kg、100kg快速炉技术参数：
炉子容量
半导体参数
20kg
50kg（无锡）
50kg（杭州）
100kg
整流（KP）管
500A/1400V
400A/1200V
200A/1200V
400A/1200V
逆变（KK）管
500A/1400V
500A/1400V
400A/1400V
500A/1400V
快 熔
500V/300A
500V/400A
500V/200A
500V/600A
电解电容器
fn：
2500Hz
fn：
2500Hz
fn：
2500Hz
fn：
1000Hz
Cn：
113μf
Cn：
113μf
Cn：
113μf
Cn：
283μf
2原（辅）材料的标准
2.1常用材料的化学成分
a：
废钢：
废钢内不允许混有废铁，合金钢，合金生铁及有色金属等；
废钢表面不允许有明显的氧化皮、锈斑、油污、砂及粘附物等存在；
废钢中不准有两端封闭的管状物、封闭器皿、易然和易爆物及毒品等。
进厂的废钢应有供货方的化学成分分析报告，绝不允许混料；
尺寸大小应符合熔炼要求。
b：
铸造用生铁：
Z22＃－1的化学成分%：
C：
4.20，Si：
2.05，Mn：
0.35，P：
0.11，S：
0.06
Q10－1的化学成分%：
C：
4.3，Si：
0.85，Mn：
0.23，P：
0.052，S：
0.024
2.2合金元素的技术条件（国家标准）
2.2.1硅铁：
硅铁化学成分
牌号
化 学 成 分
Si
Mn
Cr
P
S
C
FeSi75-C
72-80
≤0.5
≤0.5
≤0.04
≤0.02
≤0.
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