1、熔模铸造的发展史可以追溯到4000年前，埃及、中国和印度是最早起源的国家。曾侯乙尊盘发发展展概概况况发发展展概概况况发发展展概概况况发发展展概概况况所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料（如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模（如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过硬型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过硬化形成整体型壳，熔掉模型，焙烧后浇入金属液而化形成整体型壳，熔掉模型，焙烧后浇入金属液而得到铸件。得到铸件。定义定义2.1概述：熔模铸造的原理及特点2.1.1原理：熔模铸造就是在蜡模
2、（也可用树脂模）表面涂覆多层耐火材料，待硬化干燥后，加热将蜡模熔化，而获得具有与蜡模形状相应形状的型壳，再经焙烧之后进行浇注而获得铸件的一种方法，故又称为失蜡铸造失蜡铸造（LostWaxCasting）。由于用这种方法获得的铸件具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度值，故又称为熔模精密铸造（InvestmentCasting）。概述典型的熔模铸造产品熔模铸造特别适合于生产尺寸精度要求高尺寸精度要求高，表面粗糙度值低，形状复杂形状复杂的铸件，合金材料不受限制。典型的产品主要有：定向凝固和单晶铸件、整流器、汽轮机叶片、静叶片、热交换器等。发发展展概概况况概述发发展展概概况况2.1.2
3、熔模铸造的基本特点:制壳时采用可熔化的一次模，因无需起模，故型壳为整体而无分型面无分型面，且型壳是由高温性能优良的耐火材料制成。2.1.3熔模铸造的主要优点如下：(与其它铸造方法相比)（1）铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低，可以浇注形状复杂的铸件，一般精度可达CT57级，粗糙度可达Ra2.5-6.3m；GB/T6414-1986,CT5-7（2）可以铸造薄壁铸件以及重量很小的铸件,熔模铸件的最小壁厚可达0.5mm，重量可以小到几克；（3）可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件；（4）熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制，可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造
4、的形状复杂的零件，而且可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量、降低生产成本。（5）铸造合金的类型几乎没有限制，常用来铸造合金钢件、碳钢件和耐热合金铸件；（6）生产批量没有限制，可以从单件到成批大量生产。2.1.4.熔模铸造方法的缺点是：工艺复杂，生产周期长，不适用于生产轮廓尺寸很大的铸件。2.1.5熔模铸造工艺过程见图2-1。可用熔模铸造法生产的合金种类有：碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。2.2熔模的制造熔模是形成型腔的模型，它的尺寸精度直接影响到成形铸件的尺寸精度和表面质量。所
5、以为获得高质量的熔模，首先必须选择合适的熔模材料即模料。2.2.1模料模料性能的基本要求对熔模模料性能的基本要求概括为：热物理性能：主要指有合适的熔化温度和凝凝固区间固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热耐热性性（软化点）和模料在液态时应无析出物析出物，固态时无相变相变；力学性能：主要有强度、硬度、塑性、柔韧性等。1.工艺性能：主要有粘度（或流动性）、灰分、涂挂性等。1）熔化温度和凝固温度区间模料熔化温度控制在5080之间，凝固温度区间则以610为宜。2）热膨胀率和收缩率模料的收缩率是是模料的重要性能指标之一，模料的热胀冷缩小，不仅可以提高熔模的尺寸精度，也可减少脱蜡时胀裂型
6、壳的可能性。模料的线收缩率一般应小于1.0%，好的模料线收缩率可达0.30.5%。3）软化点：模料开始软化变形的温度。40。耐热性是指温度升高时模料的抗软化变形的能力。模料的耐热性高，抗软化变形的能力强，模样的尺寸精度越高。4）强度熔模要有一定的强度，以保证在生产过程中不致损坏。模料的强度多用抗弯强度表示，其值一般不得低于2.0MPa，最好为5.08.0MPa。5）硬度为保持熔模的表面质量，模料应有足够得硬度，以防摩擦损伤。模料硬度通常以针入度表示。模料的针入度多在46度（1度0.1mm）。6）流动性为了完满充填压型型腔并清晰复制出棱角及精细部位，要求模料在压注时具有良好的流动
7、性，但模料流动性过高，注入型腔时容易形成紊流、飞溅，使熔模表面产生流线、气泡等缺陷，所以压注时模料的流动性要适当，不宜过高或过低。模料的流动性可通过温度和粘度控制，在90附近，模料粘度应为3.0X10-23.0X10-1Pas。7）涂挂性模料的涂挂性直接影响型壳的表面质量，可以用熔模与粘结剂之间的接触角来衡量。8）灰分灰分是指模料经高温焙烧后的残灰。模料灰分含量高，经高温焙烧后残留于型壳中的灰分多，势必对铸件内部和表面质量产生不良影响。所以灰分也是模料重要的性能指标之一，应尽量降低模料的灰分含量。一般而言，模料的灰分应低于0.05%。2.2.22.2.2模料的分类随着熔模铸造工
8、艺的发展，模料的种类日益繁多，组成各不相同。1.按组成模料的基体材料和性能的不同进行分类：可分为蜡基模料、树脂基模料、填料模料及水溶性模料等4类。2.按模料熔点的高低将其分为高温、中温和低温模料。3类。2.2.2.1蜡基模料A.石蜡石蜡：饱和的固体碳氢化合物，：饱和的固体碳氢化合物，含有含有20个以上碳原子烷烃的混合物。个以上碳原子烷烃的混合物。分子通式：分子通式：CnH2n+2,式中式中n=20-30。晶态物质，冷却曲线有明显而确定晶态物质，冷却曲线有明显而确定的平台。耐热性较差，收缩率约为的平台。耐热性较差，收缩率约为0.61.5%。针入度针入度15度，硬度较度，硬度较低，因此配
9、以硬脂酸。化学性质稳低，因此配以硬脂酸。化学性质稳定，定，140以上分解以上分解碳化碳化。牌号：牌号：50，52,70.(熔模铸造用熔模铸造用58-64)，对应其熔点。，对应其熔点。N=30,熔点熔点70，即，即70度石蜡。度石蜡。B.硬脂酸硬脂酸：固体的饱和羧酸（脂肪酸），分子式：固体的饱和羧酸（脂肪酸），分子式：C17H35COOH，提高熔模的表面强度和涂料的涂，提高熔模的表面强度和涂料的涂挂性（挂性（润湿能力润湿能力）与石蜡互溶，强度高，熔点高，热稳定性好（与石蜡互溶，强度高，熔点高，热稳定性好（工工业用常含杂质油酸业用常含杂质油酸易氧化，降低稳定性易氧化，降低稳定性），），硬度
10、大硬度大石蜡与硬脂酸配合使用石蜡与硬脂酸配合使用石蜡含量增加，强度增高，热稳定性下降石蜡含量增加，强度增高，热稳定性下降硬脂酸含量增加，软化点、流动性、涂挂性提高，硬脂酸含量增加，软化点、流动性、涂挂性提高，硬度硬度提高，提高，强度强度下降，凝固温度区间下降，凝固温度区间变窄变窄表2-2石蜡硬脂酸（1：1）模料的主要性能2.2.2.2树脂基模料松香：软化点松香：软化点7090用途用途常与蜡料、聚合物等混合蜡基模料常与蜡料、聚合物等混合蜡基模料蜡基模料蜡基模料优点：易于配制（优点：易于配制（熔点较低熔点较低），复用性好。），复用性好。不足：软化点过低，收缩率略大，硬脂酸价
11、格过高。不足：软化点过低，收缩率略大，硬脂酸价格过高。松香基模料松香基模料优点：优点：兼顾蜡基的长处，表面光亮、针入度小，常用于精度要求很兼顾蜡基的长处，表面光亮、针入度小，常用于精度要求很高的铸件生产中。高的铸件生产中。2.2.2.3填料模料国外模料分类：填料模料和无填料模料作用：减少收缩，防止熔模变形和表面缺陷。常用四种：枝链型聚苯乙烯；XLPS冰烯醋酯；XLA对苯二酸；水。2.2.32.2.3熔模的配制及回收熔模的配制及回收2.2.3.12.2.3.1模料的配制配制工艺：是指按照模料的规定成分和配比，将各种原料熔融成液态，混合并搅拌均匀，滤去杂质浇制成合乎要
12、求的糊状模料直接使用，或浇注成锭块待用。1.蜡基模料的配制因熔点低于100度，大多采用蒸汽加热或热水槽加热。对熔化后的模料要搅拌均匀，并用100号或140号筛过滤除去杂质。然后放入容器中，在冷却过程中将蜡料制成糊状。搅拌法二种。熔化方法熔化方法水浴加热水浴加热旋转桨叶搅拌法旋转桨叶搅拌法活塞搅拌法活塞搅拌法::带孔活塞往复运动带孔活塞往复运动2.松香基模料的配制松香基模料的配制BB注意：加料次序注意：加料次序聚合物、蜡料、松香聚合物、蜡料、松香A熔化设备：不锈钢电热锅（熔点高）熔化设备：不锈钢电热锅（熔点高）3.模料配制工艺要点：模料配制过程中应该注意的三点：模料配制过程中
14、皂化反应）：的原因（皂化反应）：置换反应（置换反应（AlAl、FeFe）中和反应（氧化钠、氨水）中和反应（氧化钠、氨水）复分解反应（复分解反应（CaCa、MgMg盐）盐）皂化物皂化物不溶于水不溶于水-不易去除，影响模料性能，进一步降低不易去除，影响模料性能，进一步降低铸件质量铸件质量使用松香基模料时，回收的模料用来制作浇冒口熔模使用蜡基模料，脱模后所获模料可回收，再用来制造新的熔模蜡基旧模料的性能变化蜡基旧模料的性能变化在循环使用时，模料的性能会变坏：脆性增大，灰尘增多，流动性下降，收缩率增大，颜色由白变褐，这些主要与模料中硬脂酸变质有关，也有其它原因。（2）砂和涂料的污染熔模制
15、好后，上面要涂挂涂料、撒砂以制出型壳，在制造熔模、制壳以及与蜡的熔失过程中，有时会受到砂和涂料等异物的污染。所以，制模车间一定要注意工作场地的卫生。防止模料污染（一般要白大衣、拖鞋、瓷地面、工作台洁净）（3）熔失熔模时过热，石蜡烧坏、氧化变质。3)3)皂化物的去除方法：酸处理法皂化物的去除方法：酸处理法电解处理法电解处理法活性白土活性白土处理法处理法AA酸处理法酸处理法MeMe（C17H35COOC17H35COO）2+H2SO4=2(C17H35COOH)+MeSO42+H2SO4=2(C17H35COOH)+MeSO4不足：可逆，不能完全处理干净不足：可逆，不能完全
16、处理干净BB电解处理法电解处理法FeCl3FeCl2FeCl2Cl2（有毒）不足：设备要求高，污不足：设备要求高，污染环境染环境CC活性白土处理法活性白土处理法吸附能力吸附能力+Al3+Al3+与胶体杂质反应沉淀与胶体杂质反应沉淀补充使用补充使用2.2.4.熔模的压制和模组的制造模料膏配制完毕即可压制熔模。压制熔模前，需先在压型表面涂薄层分型剂，以便从压型中取出熔模。熔模的制备即将模料注入压型的方法有自由浇注和压注两种。自由浇注法使用液态模料，用于制作浇冒口系统的熔模和尿素型芯。压注法用于制造铸件熔模，可使用液态、半液态(糊状)、半固态(膏状)及固态模料。柱塞加压法
19、.5熔模的组装熔模的组装焊接法焊接法应用最广泛应用最广泛电烙铁电烙铁分型剂分型剂的使用：压蜡前在压型内表面涂的使用：压蜡前在压型内表面涂敷一层，利于取出熔模。敷一层，利于取出熔模。要求越薄越好要求越薄越好蜡基：一般采用机油、松节油、硅油蜡基：一般采用机油、松节油、硅油树脂基：麻油与酒精混合物或者硅油树脂基：麻油与酒精混合物或者硅油压缩空气起模压缩空气起模2.2.4.42.2.4.4熔模的脱模熔模的脱模22）粘接法粘接法卯榫结构卯榫结构33）机械组装法机械组装法大批量、小铸件、高效率大批量、小铸件、高效率2.3型壳的制造型壳的质量直接关系到铸件的质量，为此，对型型壳的质量直
20、接关系到铸件的质量，为此，对型壳的要求主要有以下四个方面：壳的要求主要有以下四个方面：1.1.强度强度高的常温强度高的常温强度++高温强度高温强度（浇注、焙（浇注、焙烧）烧）++低的残留强度低的残留强度2.2.热震稳定性热震稳定性抵抗急冷急热的性能或抗热冲抵抗急冷急热的性能或抗热冲击性。它是指型壳抵抗因温度急剧变化而不开裂击性。它是指型壳抵抗因温度急剧变化而不开裂的能力。的能力。3.3.高温下化学稳定性高温下化学稳定性高温液态金属与之接触高温液态金属与之接触时不发生相互化学作用的性能。时不发生相互化学作用的性能。4.4.透气性透气性指气体通指气体通过型壁的能力。过型壁的能力。以免发生粘
21、砂、麻点、氧化、脱碳以免发生粘砂、麻点、氧化、脱碳避免浇不足、气孔避免浇不足、气孔型壳性能试验标准HB5352.1-2004熔模铸造型壳性能试验方法第1部分：抗弯强度的测定HB5352.2-2004熔模铸造型壳性能试验方法第2部分：高温自重变形的测定HB5352.3-2004熔模铸造型壳性能试验方法第3部分：高温荷重变形的测定HB5352.4-2004熔模铸造型壳性能试验方法第4部分：透气性的测定型壳的制造工艺型壳的制造工艺涂挂法涂挂法熔模铸造型壳熔模铸造型壳：多层型壳：涂挂法制壳（浸涂）最常用喷涂法刷涂法对型壳的性能要求：对型壳的性能要求：1.
23、面光洁、轮廓清晰的铸件，型壳内表面层必须光洁、致密、轮廓清晰。除此之外还应具有好的化学稳定性，即浇注后，型壳内表层不与高温液体金属及其氧化物相互发生化学作用。上述条件将是实现高精度铸造的最基本要求，此外，还要有好的透气性、好的退让性、好的脱壳清理性。但一种材料很难完全满足各种要求，因此在选用制壳原材料时，应抓住无余量铸件表面光洁度、尺寸精度要求高这个主要矛盾。型壳的制造工艺：涂覆涂料撒砂干燥硬化重复5-7次涂料的组成：耐火材料粉+黏结剂+溶剂（水）2.3.1制造型壳用的材料多层型壳是由耐火材、粘结剂料及附加物组成，其中耐多层型壳是由耐火材、粘结剂料及附加物组成，其中耐火材料占火材
24、料占90%90%以上。所以耐火材料的选用对型壳的性能影响以上。所以耐火材料的选用对型壳的性能影响很大。其次为粘结剂及附加物、工艺的影响很大。其次为粘结剂及附加物、工艺的影响2.3.2.12.3.2.1耐火材料耐火材料（石英（石英刚玉刚玉锆英砂等）锆英砂等）11）面层粉料面层粉料。与粘接剂配制成涂料的粉状料，直接与高。与粘接剂配制成涂料的粉状料，直接与高温金属液接触，要能承受热冲击和热物理化学作用。温金属液接触，要能承受热冲击和热物理化学作用。22）增强型壳的）增强型壳的撒砂材料撒砂材料粒度粒度33）制造陶瓷型芯的粉状料制造陶瓷型芯的粉状料具有一定的抗冲击性具有一定的抗冲击性对耐
25、火材料的要求对耐火材料的要求AA耐火度和熔点耐火度和熔点高温时不软化，变形高温时不软化，变形（耐火度（耐火度：又称耐熔度。表征物体抵抗高温而不熔化的性能指标：又称耐熔度。表征物体抵抗高温而不熔化的性能指标）BB热膨胀性热膨胀性小而均匀小而均匀CC粒度合理粒度合理先小后大，保证型壳致密度、强度、透气性先小后大，保证型壳致密度、强度、透气性DD高温化学稳定性高温化学稳定性EE其他：有利于涂料稳定，对人体无害，价廉等其他：有利于涂料稳定，对人体无害，价廉等1）人造石英（SiO2)573发生相变线膨胀率1.4%优点：价廉缺点：当加热到573时，由转变为膨胀大呈酸性应用
26、：适用于碳钢、低合金钢、铜合金；不适于铝、钛、锰、铬合金钢2）熔融石英石英玻璃熔融石英熔化温度为1713，导热系数低，热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的，因而它具有极高的热震稳定性。SiO2含量99.5%优点：纯度高，线膨胀小，热稳定性好缺点：价格贵应用：易被氢氟酸或碱侵蚀便于除芯，常用于作陶瓷型芯的基本材料一一制壳用耐火材料制壳用耐火材料一一制壳用耐火材料制壳用耐火材料3）锆英砂锆英砂又称硅酸锆，是天然存在的矿物材料。常含有少量的放射性的铀、TiO2和微量稀土氧化物。纯锆英石在1775能分解析出SiO2，有高的耐火度。优点：导热蓄热性好；热膨胀小而均匀缺点：价格贵
27、，微量辐射性应用：浇注温度低于1500的合金铸件4）电熔刚玉-Al2O3熔点2030密度大，结构致密，导热性好，热膨胀系数小，高温化学稳定性好。优点：熔点高，结构致密，导热好，热膨胀小而均匀，化学性能稳定，型壳尺寸稳定缺点：价格贵应用：高合金钢、耐热合金及镁合金一一制壳用耐火材料制壳用耐火材料4）莫来石（硅酸铝耐火材料）莫来石又称高铝红柱石，分子式为3Al2O32SiO2。密度约为3.16g/cm3，膨胀系数5410-7l/，在1810开始出现液相。莫来石很少以天然形式存在，多是人工合成（高温烧结）。高岭石Al2O32SiO2石英（硅石）石英（硅石）SiO2SiO2刚
30、乙酯水解液（11）硅酸乙酯的物理性质a硅酸乙酯又称正硅酸乙酯。一般硅酸乙酯呈油性，为无色、透明或棕黄色液体（有杂质）b闪点为53，易燃，所以应注意防火c有醚味，对眼睛、呼吸道有刺激作用，应密封保存在熔模铸造过程中硅酸乙酯的水解是分两个阶段进行两个阶段进行的。第一阶段：硅酸乙酯第一阶段：硅酸乙酯硅酸乙酯水解液硅酸乙酯水解液这时，我们需要的是具有一定聚合度的线型或枝型的聚合物，即具有一定黏度和黏结力的黏结剂。故加水量应严格控制。使硅酸乙酯的水解反应进行到一定程度为止。第二阶段：干燥硬化第二阶段：干燥硬化硅酸乙酯水解液配制成涂料,制壳后，涂料层继续发生水解反应，直至形成硅凝
31、胶。制壳后，涂料层置于空气中，空气中的水分可使硅酸乙酯继续进行水解缩合反应，在线型或枝型乙氧基硅酸结构间相互交联，最后形成网状结构。在网状结构间还含有一定的乙氧基，称为有机硅聚合物.2.硅溶胶硅溶胶（1）硅溶胶的物理特性：硅溶胶的物理特性：硅溶胶即胶体二氧化硅，是一类无定性二氧化硅粒子在水介质中的分散体系。硅溶胶是将水玻璃经过离子交换后去掉其中的钠离子和其它杂质，再经浓缩制得的。它是硅酸的多分子聚合物，为较纯净的硅酸水溶液，也称硅酸溶胶。为乳白色或青白色溶液。分子式为nH2O.mSiO2。熔模铸造用硅溶胶要求：Na2O小于等于0.5%，SiO2为24-30%，PH为8-10（
32、最好为9.5）黏度值为2-6厘泊（22）硅溶胶粘结剂及其所制型壳特点：）硅溶胶粘结剂及其所制型壳特点：优点：（1）配制简单（2）稳定性好（3）不需氨干，有利于环保（4）型壳高温强度比硅酸乙酯更高缺点：（1）润湿性、涂挂性差，故铸件光洁度差些（2）干燥速度慢，生产周期长。（3）湿强度低3.水玻璃粘结剂水玻璃粘结剂（11）熔模铸造中水玻璃粘结剂的硬化机理熔模铸造中水玻璃粘结剂的硬化机理水玻璃在砂型铸造中的常用粘结剂。其基本组成是硅酸钠和水（聚硅酸钠水溶液）。硅酸钠是强碱弱酸盐，在水中极易水解：Na2OmSiO2+nH2O2Na++2OH-+mSiO2（n
33、-1）H2O-Q加入酸性物质，有利于聚硅酸钠水解，使水解反应向右进行。在熔模铸造中常用酸性盐作硬化剂，如：NH4Cl、结晶AlCl3、聚合AlCl3和结晶MgCl2。当用NH4Cl水溶液作硬化剂，与水玻璃型壳相遇时，将发生如下化学反应：NaNa22OmSiOOmSiO2+nH+nH22O+2NHO+2NH4Cl2NaCl2NaCl+mSiOmSiO2（n-1n-1）HH2OO+NHNH4OH-NH3+H2O水解的结果使水玻璃溶液中硅酸浓度增高，硅酸分子中硅羟基不断脱水聚合成聚硅酸大分子，继而成为硅酸溶胶，最后凝聚成为不可逆的硅酸凝胶，使型壳
34、具有常温强度。SiOH+HOSiSiOSi+H2O水解同时产生有NaCl和NH3产生。其中NaCl当用热水脱模后并经800以上高温培烧去除。NH3则污染空气，恶化环境，这是NH4Cl水溶液作硬化剂存在的主要问题。（22）熔模铸造用水玻璃粘结剂的性能指标熔模铸造用水玻璃粘结剂的性能指标配制熔模铸造涂料所用的水玻璃其模数M=3.0-3.6,密度=1.29-1.31g/cm3(砂型铸造所用的水玻璃其模数M=2.3-2.8,密度=1.32-1.6g/cm3)对熔模铸造而言，市售水玻璃需要进行提高模数、降低密度的处理（提高模数加入NH4Cl、HCl。降低密度加入水。）（3
38、壳的干燥和硬化型壳的干燥和硬化熔失熔模熔失熔模培烧培烧5-7次次1.1.模组的除油和脱脂模组的除油和脱脂在采用蜡基模料和以水为溶剂的粘结剂时，为提高涂料润湿模组表面的能力，需要将模组表面的油污去除掉。即在涂挂涂料之前，先将模浸泡在中性肥皂片或表面活性剂的水溶液中。表面活性剂一端的亲水活性基团易与涂料吸附，另一端的疏水（亲油）基团易吸附在模组上.2.2.涂挂涂料和撒砂涂挂涂料和撒砂（11）涂挂涂料）涂挂涂料:先将涂料搅拌均匀，调整好涂料的黏度、比重。若型壳上有小孔、槽，则内层涂料黏度、比重应小些，以使涂料能很好地充填这些小孔、槽。涂挂涂料时模组在涂料中上下左右晃动，使涂料
39、能很好地润湿模组，并均匀覆盖在模表面。不应有涂料局部堆积和缺料现象。且不包裹气泡。（22）撒砂）撒砂撤砂的目的撤砂的目的1)迅速增厚型壳。2）分散型壳在以后的干燥硬化中可能产生的应力3）使外层表面粗糙，使下一层涂料与前一层很好的结合。撒砂注意事项撒砂注意事项:1)撒砂种类:应与该层涂料用耐火粉料一致，有相同的热膨胀系数，以加强撒砂与涂层结合力。做一般钢件，如不锈钢、碳钢件，面层用锆砂，背层用高岭石熟料。2)不论用哪种砂子，都要严格控制其中的含水量，一般质量分数均应小于0.3。因为砂子湿度大极易产生浮砂堆积而导致型壳分层。3)砂子粒度也要合理选择，通常从面层到背层粒度逐渐加粗。
40、4）每次撒砂的粒度分布都不宜过于集中，这样才能使砂粒相互镶嵌，提高型壳的致密度。5)要严格限制砂中的粉尘含量，其质量分数应小于0.3。因为粉尘覆盖在涂料上就不易挂上砂粒。撒砂方法撒砂方法:1)1)雨淋式雨淋式:砂如雨点式撒在挂有涂料的模组上,模组不断旋转.2)2)流态式流态式:砂存放于沸腾床中,底部送入压缩空气,将沸腾床上部砂层均匀吹起,撒砂时只需将涂有涂料的模组往流态化的砂层中浸一下,耐火材料就能均匀地粘在涂料表面。图1-14雨淋式撒砂机3.型壳的干燥和硬化型壳的干燥和硬化每涂覆一层型壳之后，就要让它干燥、硬化，使涂料中的粘结剂溶胶向冻胶、凝胶转变，把耐火材料连接在
41、一起，根据所用的粘结剂的不同，所用干燥、硬化方法也不同。1)1)硅酸乙酯型壳的干燥和硬化硅酸乙酯型壳的干燥和硬化硅酸乙酯在干燥硬化时主要发生以下物理化学变化：（1）涂料中溶剂（酒精或丙酮）的挥发：挥发速度与溶剂分压有关，与湿度无关。（2）水解液的凝胶型壳在干燥硬化时，硅酸乙酯水解液残留的不完全水解物会吸收型壳中的水分继续水解，同时硅酸溶胶会在氨气的作用下进行凝胶。因此，工业上使型壳在潮湿的氨气中硬化。每制一层型壳需要五道工序：上涂料撒砂自干（或空气干燥）自干（或空气干燥）氨干氨干去味去味（强制通风柜中抽风除氨（强制通风柜中抽风除氨）注意事项：1）硬化时溶
42、剂的挥发应比粘结剂的胶凝快，这时溶剂挥发产生胶体收缩时，胶体尚处于弹、塑性状态，胶膜不易开裂。如果次序相反，粘结剂固化后溶剂继续挥发，会出现脆性胶体的收缩，胶膜易于开裂，型壳强度下降。为防止这一现象产生，通常将溶剂挥发与胶体胶凝两个过程分开。2）每层型壳硬化后须将氨气散发干净，再挂下一层。3）有时为提高强度可在涂挂全部结束后，将带型壳的模组浸泡在含SiO2较多的水解液中超过5分钟，使水解液渗入型壳中，而后在风干、氨干过程中使粘结不好的耐火材料颗粒得到补充粘结。2)2)硅溶胶型壳的干燥和硬化硅溶胶型壳的干燥和硬化硅溶胶中的溶剂是水和酒精，故硅溶胶的硬化过程主要是脱水和酒精的挥发干燥过
46、型壳完全硬化后，需将型壳中的蜡模熔去，因模常为蜡基模料制成，所以此工序称为脱蜡。根据加热方法不同，有很多脱蜡方法，用的较多的方法有热水法和蒸汽法。11）热水法热水法此方法适合于蜡基模料和水玻璃型壳。用80-90的热水脱模。脱模时浇口杯朝上，使密度小于水的蜡料易于上浮。水玻璃粘结壳脱蜡时热水中通常加入少量NH4Cl或H3BO4，使型壳得到进一步硬化，且可除去型壳中残留的Na2O和NaCl，提高型壳质量。（整个脱蜡过程在20-30分钟内完成）特点特点（1）简单易行，蜡料回收率高。（2）若模组各部分厚薄不匀，或浇口杯厚大时，会使先期熔化的模料难于排除，使型壳膨胀或破裂。22）蒸汽法
48、、浇不足或恶化铸件表面等缺陷。（2）进一步提高型壳强度（3）提高金属的成型性。普通型壳-装箱填砂培烧高强型壳-直接装炉培烧。硅酸乙酯、硅溶胶型壳-950，1-2h水玻璃型壳-800-850，1-2h型壳培烧后即可出炉浇注.焙烧焙烧硅溶胶型壳的焙烧硅溶胶型壳的焙烧温度一般为温度一般为950-950-10501050，保温，保温30min30min以上。焙烧好的型壳以上。焙烧好的型壳应为白色或蔷薇色。应为白色或蔷薇色。作用：作用：1.1.减小浇铸温差减小浇铸温差2.2.清除水分、皂化物清除水分、皂化物焙烧炉有油炉、箱式电阻炉、煤气炉等。焙烧炉有油炉、箱式电阻炉、煤气炉等。2.3.
49、32.3.3水玻璃涂料的配制及型壳制备水玻璃涂料的配制及型壳制备11涂料性能的控制涂料性能的控制水玻璃涂料的主要性能有：粘度、流动性、覆盖性、水玻璃涂料的主要性能有：粘度、流动性、覆盖性、分散均匀性及悬浮性等。分散均匀性及悬浮性等。22粘度的控制粘度的控制模数模数粘度粘度密度密度粘度粘度温度温度粘度粘度粉液比粉液比粘度粘度33涂片重（涂层厚度）涂片重（涂层厚度）涂片重是采用涂片重是采用40mm40mm40mm40mm2mm2mm的不锈钢片来测定的不锈钢片来测定的。的。2.3.4熔模铸造型芯熔模铸造型芯一般情况下熔模铸造的一般情况下熔模铸造的内内腔是与外形一道通
50、过涂挂涂料、腔是与外形一道通过涂挂涂料、撤砂等工序形成的撤砂等工序形成的，不用专制，不用专制型芯。但当铸件型芯。但当铸件内腔过于窄小内腔过于窄小或形状复杂，或形状复杂，常规的涂挂涂料、常规的涂挂涂料、撒砂等工序根本无法实施，或撒砂等工序根本无法实施，或内腔型壳内腔型壳无法干燥硬化无法干燥硬化时，就时，就必须使用预制的型芯来形成铸必须使用预制的型芯来形成铸件内腔。这些型芯要等铸件铸件内腔。这些型芯要等铸件铸成后再设法去除。成后再设法去除。例如航空发动机空心涡轮例如航空发动机空心涡轮叶片，叶片的冷却通道迂回曲叶片，叶片的冷却通道迂回曲折，形若迷宫，就必须采用陶折，形若迷宫，就必须采用陶瓷型芯。图
51、瓷型芯。图5511是一些典型的是一些典型的陶瓷型芯。陶瓷型芯。1.1.陶瓷型芯陶瓷型芯陶瓷型芯是用粉状耐火材料(石英法粉或刚玉粉)和作为增剂的蜡料(石蜡或蜂蜡等)以及一些其它其它附加物混成浆料物质,在金属型中压制成型,后经高温烧结而成的陶瓷质型芯。制熔模时，把陶瓷型芯放在相应的位置上，使陶瓷型芯组成熔模上的小孔洞，留在熔模中，并露出型芯的芯头部分。制壳时，陶瓷型芯便借助芯头与型壳组成一体，成为型壳的一部分，用它来形成铸件的复杂内腔。例如：铸件上的细长孔直径在0.5-1mm长30-60mm的孔常可用石英玻璃管代替陶瓷型芯.采用陶瓷型芯在熔模铸件上可铸出非常复杂的内腔,虽然工艺
52、复杂,但在一些重要零件的生产中,如航空发动机空心涡轮叶片方面起了重要作用.(叶片的冷却通道迂回曲折,形若迷宫,必须采用陶瓷型芯铸造)2.2.易溶型芯易溶型芯若熔模的内腔是弯曲不平的,无法由压型压出,(无法拔模)，而是采用易溶型芯预先安放在压型内，压制时与蜡模压成一体，取出蜡模后放于冷水中溶去，使熔模上形成弯曲的内腔（然后内腔挂砂）常用材料为尿素（熔点130-133）例如耐酸泵叶轮用此工艺。3.3.其它型芯其它型芯（1）水玻璃型芯（2）树脂型芯（3）树脂砂替换拈结剂型芯这是近年来国外提出来的一种低成本型芯。它是将传统的树脂砂芯渗人一种“替换粘结剂”，干后就作为熔模铸造型芯使用。这种
53、型芯与陶瓷型芯相比，成本低，工艺简便，浇注后型壳溃散性好，脱芯容易。很适合用于汽车行业和商业机械等行业的价位不高的熔模铸件。图514替换粘结剂应用的一些实例。2.42.4熔模铸造的浇注与清理熔模铸造的浇注与清理2.4.12.4.1熔模铸造的浇注熔模铸造的浇注11热型重力浇注热型重力浇注这是目前使用最广泛的一种浇注形式，即型壳从培烧炉中取出后，立即在高温进行自由浇注。优优点点：流动性好，轮廓清晰，尺寸精度高。缺缺点点：（1）晶粒粗大，机械性能低（2）铸件表面脱碳、氧化热型浇注碳钢时，冷却较慢，铸件表面易脱碳、氧化，从而降低了铸件表面的硬度、光洁度、和尺寸精度。改善措施：（1）
54、细化晶粒表面孕育表面孕育的方法如生产镍基、铁基合金时，较普遍的使用混有表面孕育剂的涂料作为面层涂料制造型壳，浇入型壳中的金属液在凝固时与型壳面层中的表面孕育剂（铝酸钴）作用，使铸件晶粒变细。加速冷却加速冷却也可在一定程度上细化晶粒。（2）控制浇注气氛为还原性盖罩法盖罩法:最简单的方法是将刚浇注完的型壳用罩盖住，并向罩内滴煤油。煤油在高温下分解为活性炭和氢，使罩内气氛呈还原性，防止铸件表面脱碳、氧化加还原物质加还原物质:造型浇注时，可在填砂中加一些碳质物质，如：石墨、无烟煤、沥青等，可使铸件在还原气氛中凝固。防止脱炭、氧化。2.2.真空吸铸真空吸铸将型壳（如图所示）放在真空浇注箱中，
57、直于铜板的方向向上生长。与此同时，自下向上依次切断感应线圈电源，使结晶前沿保持一定的温度梯度，保证柱状晶顺利发展。图2-3定向结晶示意图l一石墨套2一感应圈3一型壳4水冷铜底版4.4.压力下结晶压力下结晶压力下结晶是将形壳放在压力罐内，当浇注完毕后，即封闭压力罐，并向其中通入高压气体（惰性气体），使铸件在压力下凝固，提高铸件的致密性。目前国外所用压力达15.2Mpa5.5.细晶铸造细晶铸造细晶铸造技术的实质就是控制铸件凝固时形核和晶粒长大的条件，使铸件获得相当或接近于锻件的细小晶粒（0.10.5mm）组织，从而提高铸件的抗疲劳性能，特别是低于760温度下低周疲劳性能。并