精密铸造对市场的适应能力和竞争

现阶段，国内铸造行业内使用的制壳工艺主要有以下4种：硅溶胶一低温蜡型壳、复合型壳、水玻璃型壳以及硅溶胶一中温蜡型壳。其中，前3种制壳工艺均采用低温蜡模，第4种采用中温蜡模。为了满足市场及客户对铸造产品质量和价位方面的不同需求，需对各制壳工艺进行分析并逐步，从而提高产品对市场的适应能力和竞争力。

1水玻璃型壳

水玻璃型壳工艺所需成本低廉、生产周期短、脱壳性优良并且具有高的透气性，以上也是其它工艺遥不能及的优点。近年来，由于耐火材料的改进以及新型硬化剂的广泛应用，该工艺制得的型壳强度、尺寸精度、铸件表面质量和成品率了大幅度提高。但是，相比其他3种工艺来说，水玻璃型壳工艺铸件的质量仍然较差。

1.1存在的问题

(1)水玻璃粘结剂由于有较高的Na2O含量，因此，在高温下的型壳强度以及抗蠕变仅为硅溶剂型壳的1/30~1/50。同时，由于面层的耐火材料选用的石英砂(粉)硬化剂选用氯化铰，这就导致精铸件的质量等级较差。

(2)该工艺型壳的生产条件较差，很难控制生产过程及其参数，而影响精铸件质量的操作工序的操作规范也不能严格执行。因此，该工艺现仍停留在手工工作阶段，这就使得产品质量很难，废品率和返修率一直较高。

1.2改进方法及成本优化

(1)耐火材料选用高纯度硅微粉代替石英砂粉，并采用圆形石英粉制成面层涂料。表2即为硅微粉技术参数。这可以提高面层的化学稳定性，也可高粉液比涂料。

(2)加强对生产现场的管理，按照标准进行操作，并生产环境，从而型壳质量。

(3)选用石英一硅溶胶型壳替代石英一水玻璃型壳，这就可以取消水玻璃和氯化铰硬化剂的使用。通过计算成本，发现该方法在生产周期不变的情况下仅使生产成本增加了0.46元/kg。

2复合型壳

由于水玻璃型壳工艺具有上述缺点，因此，目前许多厂家多采用复合型壳工艺，也就是第 一、二层选用错英石/莫来石一硅溶胶型壳，而背层仍为水玻璃型壳。该方法结合了硅胶型壳和水玻璃型壳的优点，提高了铸件表面质量，并较低了表面粗糙度，并使返修率下降。

2.1存在的问题

(1)由于背层仍选择水玻璃型壳，因此，符合型壳的高温强度以及抗蠕变能力仍低于硅溶胶型壳。较终的产品的尺寸精度均低于硅溶胶型壳。

(2)当型壳前两层由水玻璃变成硅溶胶后，其整体透气能力降低。当烧培温度低、保温时间短时，铸件会产生冷隔等缺陷，这就导致复合型壳工艺不能用于薄壁件、小件以及特小件。

(3)采用复合型壳技术的铸件质量其稳定性明显低于硅溶胶型壳。这仍然与背层采用质量不稳定的水玻璃粘结剂有关。

(4)复合型壳技术若采用错英石，其成本为水玻璃型壳的4.5倍，如表1；而采用莫来石作面层，其成本与硅溶胶型壳也差别不大。由此可见，复合型壳技术的低成本优越并不明显。

2.2改进方法及成本优化

(1)面层型壳的耐火材料选用石英代替错英砂，实践也证明了这种方法现实可行。采用该方法可使每吨型壳成本下降了3000元左右，仅比水玻璃型壳增加460元。

(2)背层耐火材料需要具有稳定的质量，优良的高温性能并且相对便宜，同时还要与面层耐火材料的膨胀率匹配。推荐两种背层材料，分别为石英粉涂料一耐火粘土(体积比1：1)和颗粒粉涂料一耐火粘土(体积比7：3)。

(3)加强生产工序的质量管理，生产环境。

3硅溶胶(低温蜡)型壳

硅溶胶(低温蜡)型壳工艺在制造大件时具有其的优越性和适应性。低温蜡型壳工艺相比中温蜡设备简单，并且成型容易，较终的表面粗糙度也相差不大，这就能符合中大铸件对尺寸、精度等较低的要求。与复合型壳相比，其尺寸、高温性能好、抗蠕变。该工艺既能生产薄壁件、中小件，也可生产件，并能较高的成品率。

3.1存在的问题

(1)型壳多在水中脱蜡，铸件表面易产生夹杂，因此该方法返修率较高。

(2)硅溶胶(低温蜡)型壳的生产周期较长。如若有死角未干透，水中脱蜡时容易使硅溶胶回溶，较终导致型壳产生裂纹。

(3)该方法成本较高，约为水玻璃型壳的5倍，较复合型壳多17%。

3.2改进方法及成本优化

(1)针对该方法在水中脱蜡不而产生夹杂缺陷，多采用蒸汽脱蜡方法铸件质量。如果采用热水脱蜡，需在水中加入少量工业盐 酸(体积分数1%~3%。在回收蜡的过程中，可以选用含盐 酸3%~5%的酸化水，并足够的沸腾时间和沉淀时间。(2)采用日渐成熟的“快干硅溶胶”制壳，从而缩短生产周期。快干硅溶胶市场价仅高出普通硅溶胶的20%~30%，该成本提高可通过提高生产率、减少电耗来弥补。

(3)采用石英粉作为面层耐火材料可以降低该型壳工艺的成本，相比采用错英石其成本可下降55.8%。