臨沂銀東硅制品有限公司　　　　　　　　　
　　　　　 快干硅溶膠在精密鑄造中的應用

　　摘 要 快干硅溶膠與普通硅溶膠比較，具有制殼周期短、型殼常溫強度高、殘留強度低的優點。經精密鑄造企業大批量生產證明，用銀東硅制品有限公司快干硅溶膠代替普通硅溶膠，型殼清砂容易，鑄件尺寸符合公差要求，鑄件成本略有下降。批生量產證明，在干燥間風速、濕度控制合理時，型殼干燥時間可縮短50％以上。 最短12小時以內既可完成制殼，進入脫蠟階段。
　　熔模精密鑄造采用的普通硅溶膠制殼工藝，雖具有 工序簡單、環保、高溫強度高等優點，但存在制殼周期 長、濕態強度不足、殘留強度偏高等缺點。隨著中國精 密鑄造業的迅猛發展，市場競爭日趨激烈，客戶對訂單交貨期的要求越來越短，同時對鑄件質量要求也越來越 高。如何在不增加制造成本并保證產品質量的前提下 縮短制殼周期，提高一次性成品率，成為擺在熔模精密鑄造工作者及硅溶膠生產供應商面前的一個待急待解決的問題。本文通過對銀東快干硅溶膠性能介紹及在大規模生產實踐中的應用分析，總結出其在大批量鑄件生產中的使用工藝參數、不同工藝條件對鑄件尺寸的影響及使用成本對比數據，希望能對快干硅溶膠在精密鑄造中大規模推廣使用起到促進作用。
1 銀東快干硅溶膠的性能
1．1銀東快干硅溶膠是銀東公司第二代快干產品。其主要理化指標（見表1）
　　　　　　　　　表1　　SKP-27型快干硅溶膠理化指標

W（SiO2）　 W（Na2O） 　pH　　　　　　密度　　　　 粘度　　　　平均粒徑
　％　　　　　　％　　　（25℃）　　（ g-cm一3）　（MPa-s）　　　　nm
28-30　　　　　 0.3　　　8.5-9.5　　　　1.17一1.19　　 　<8　　　　　10-16
1．2性能分析
　　　　由表2可知，在同等條件下制殼，SKP-27型快干硅 溶膠型殼常溫強度高，高溫強度有保證，殘留強度較低， 特別是在層間干燥時間為1h時，銀東快干硅溶膠型殼仍可保證可接受的常溫強度。同時，我們也進行了銀東快干硅溶膠在保溫箱中60℃條件下連續存放40　d的試驗，粘度僅增加 7．64％。可知穩定性達 1 年以上。
　　綜上所述，在溫度22一25℃，濕度44％一55％，風 速3一4．5　m／s條件下，層間干燥間隔1一2h連續制殼， 銀東快干硅溶膠完全可保證型殼所需的常溫強度和高溫強度，而殘留強度較普通硅溶膠型殼有了大幅下降。銀東公司2005年累計批量生產銀東快干硅溶膠180噸，經臨沂美華精密鑄造有限公司大批量生產使用，解決了硅溶膠制殼周期長，殘留強度高等問題，反映較好。
　　表2 銀東公司不同牌號硅溶膠制殼工藝參數及型殼強度

　　　　　　　溫度　 濕度　 層間　 粉液比　 風速　　　 型殼強度MPa
　　　　　　　　　　　　　干燥時間
　　　　　　　 ℃　　 ％　　 h　　　　　　（m.s-1） 常溫　 高溫　殘留
　　 快干　　20-23　 45-55　 1.5　　1.56:1　 3.5　　　4.55　 8.06　3.03

　　 普通　　20-23　 45-55　 1.5　　1.56:1　 3.5　　　2.96　 7.27　4.23

快干　　20-23　 45-55　　1.5　　1.56:1　3.5　　 1.93　　7.36　4.76

普通　　20-23　45-55　　 1　　 1.55:1　3.5　　 3.26　　6.30　2.76

快干　　20-23　45-55　　 1　　 1.55:1　3.5　　 1.60　　5.86　2.58

普通　　20-23　45-55　　1　　　1.55:1　3.5　　 0　　　3.45　 0

　注：試驗檢測用標準型殼尺寸為40mmx20mmx3mm
2、銀東快干硅溶膠在生產中的應用
2．1 涂料配制
　　涂料配制過程中涂料表面稍有氣泡，加入消泡劑攪拌約15min 后即自動破滅。粉液比及涂片檢測基本同普通硅溶膠涂料，涂料配制約4h熟成后才可使用，存放過程中粘度變化同普通硅溶膠漿料，需定時補充蒸餾水；粘度不變時，酸堿度及粉液比無明顯變化，1周后目 測及涂片測試無膠凝跡象。
2．2 制殼工藝
　　銀東公司對鑄件尺寸要求極為嚴格，面層一直采用兩層制作以確保鑄件尺寸穩定，因考慮因考慮快干硅溶膠相對于普通硅溶膠性能有差異，生產試驗時只用于背層，制殼工藝見表3
　　　　　　　　表 3快干硅溶膠制殼工藝參數
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 各層制殼時間　　　背層制　 節約
　　風速　　　　 型 殼　　　　　　　　 2　 3　 4 封漿　　殼 總　　制殼
（m。s-1）　　　　　　　　　　　　　　層　層　層　層　　 時 間　　時間
　〈2　　　　 快干硅溶膠　　　　　　　 5　　7　 8　20　　　40　　　14
　 3-5　　　　快干硅溶膠　　　　　　　 3　　4　 4　12　　　23　　　17
　 6-8　　　　快干硅溶膠　　　　　　　 2　　2　 3　 4　　　12　　　 9
　　　　　　 工藝條件：溫度為22一24℃，濕度為58％一62％
按表3工藝制殼，型殼無回溶現象，型殼破損減少脫蠟后無回溶、裂紋；型殼澆注時無漏鋼水現象；鑄件合格。
分析表3可知：
　　（1）在一定風速下，銀東快干硅溶膠制殼比普通硅溶膠制殼節省干燥時間近50％；
　　（2）在降低濕度，保證風速的條件下還可進一步縮短制殼干燥時間；
　　（3）采用銀東快干硅溶膠在風速為6一8　m／s 的條件下，12一14　h內可完成背層制殼全過程。
2．3 型殼強度
　　銀東快干硅溶膠制殼厚度同普通硅溶膠型殼，在生產過程中測試的型殼常溫、高溫、殘留強度見 表4，澆注后的振殼時間對比見表5．
　　　 表4　　　　　　　　型殼強度比較　　　MPa
　　　　　　　　　　　 常溫強度 高溫強度 殘留強度
普通硅溶膠　　　　　　　　4.87　　 9.93　　 5.98
快干硅溶膠　　　　　　　　5.32　　 9.85　　 4.43

　　注：隨機取樣。同條件下測試
　　　　由表4，以銀東快干硅溶膠制殼，常溫強度比普通硅溶膠型殼高，高溫強度相當，殘留強度大幅降低。可極大地改善硅溶膠型殼清砂難的問題。
3 生產中銀東快干硅溶膠的效果
　　　因銀東快干硅溶膠各項性能優良，根據公司美華公司訂單的需要，現已全部鑄件生產采用快干硅溶膠制殼，全面替代普通硅溶膠。
4銀東快干硅溶膠的成本
　　 銀東快干硅溶膠制殼工序成本稍有增加，但因制殼周期大大縮短而增加了出貨量，使工序單價下降，工序總體成本還是下降。同時， 銀東快干硅溶膠型殼有良好的潰散性，易清砂，也給后工序振殼、堿爆減少了工作量，節省了成本。
5 結論
　　（1）銀東快干硅溶膠型殼比普通硅溶膠型殼常溫強度高、高溫強度相當、殘留強度低得多；而且潰散性好。
　　（2）在同等工藝條件下，銀東快干硅溶膠型殼比普通硅溶膠型殼干燥速度約快50％．
　　（3）銀東快干硅溶膠的應用可有效地節約成本。