摘 要：介紹用石蠟-硬脂酸低溫模料，生產(chǎn)鑄件的熔模和用精密鑄造硅溶膠，作為制殼粘結(jié)劑，制造鑄件的模殼的工藝要求。主要研究熔模制造工藝、硅溶膠模殼工藝和焙燒工藝。五年多來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐充分證明精密鑄造硅溶膠模殼制造工藝是成熟的，為生產(chǎn)合格模殼和精密鑄件提供了技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：熔模鑄造；熔模；熔模面層涂料；粘結(jié)劑；硅溶膠；模殼；焙燒

用石蠟-硬脂酸低溫模料，制造渦輪葉輪、噴嘴環(huán)等盤(pán)類(lèi)精密鑄件的熔模（習(xí)稱臘模）；用精密鑄造硅溶膠，作為制殼粘結(jié)劑，制造渦輪葉輪、噴嘴環(huán)等鑄件模殼。主要研究熔模制造工藝、硅溶膠模殼工藝和焙燒工藝，從而為生產(chǎn)合格模殼和精密鑄件提供技術(shù)保障。

1 熔模制造工藝

1.1 模料的成分及性能應(yīng)滿足原材料檢驗(yàn)要求

熔化蠟料，各種化臘工具均需作好清潔工作，化蠟器械每月至少清理一次，不允許水、污物進(jìn)入蠟液，嚴(yán)禁蠟液過(guò)熱。糊狀蠟制備時(shí)將刨好的蠟花慢慢加入不斷攪拌的蠟液中，加入量視具體情況而定。糊狀蠟的溫度45℃～48℃。糊狀蠟攪拌充分均勻，防止攪拌過(guò)程中吸入空氣造成蠟?zāi)馀萑毕荩苊庖蚝隣钕炦^(guò)稠造成壓不足、皺皮或因太稀而冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成開(kāi)裂變形。

1.2 工藝參數(shù)

模料配比：石蠟50%，硬脂酸50%（重量比）；模料熔化后保溫溫度：70℃～75℃；蠟液溫度不超過(guò)90℃。

1.3 壓制蠟?zāi)?/p>

1.3.1 工藝參數(shù)

制蠟間溫度：18℃～27℃；蠟料溫度：45℃～48℃；壓型溫度：20℃～25℃；壓注壓力：0.1MPa～0.3 MPa；壓蠟槍預(yù)熱溫度：35℃～45℃；蠟?zāi)＠鋮s水溫度：15℃～25℃；開(kāi)型時(shí)間：1min左右。

1.3.2 操作要求

壓臘前先檢查模具型號(hào)是否符合要求。壓臘前必須清理壓型表面殘余蠟、水滴及其它附著物，清理時(shí)盡量不使用鋼刀，以免損壞模具，壓型及活塊保持干凈，壓蠟完畢后模具應(yīng)擦凈上油，按規(guī)定存放。壓蠟過(guò)程中壓型及活塊表面應(yīng)及時(shí)涂上脫模劑，以便脫?？焖俜奖恪Ｃ撃┯米儔浩饔?，用干紗頭或紗布沾上脫模劑后，在模具活塊上擦拭，力求稀薄均勻，決不允許肉眼能看見(jiàn)油跡。蠟?zāi)Ｈ〕龊?，放置于冷卻水中的時(shí)間不超過(guò)20min。

1.4 蠟?zāi)Ｐ拚?/p>

除去蠟?zāi)Ｉ隙嘤嗟娘w邊毛刺及注蠟口的修平，其它部位不允許修整，修整時(shí)不允許碰壞鑄件工作表面，機(jī)加工基準(zhǔn)面不允許焊接及修整。

1.5 蠟?zāi)：附?/p>

蠟?zāi)＝?jīng)自檢和專(zhuān)檢合格后方可進(jìn)行焊接。按模組要求進(jìn)行焊接，蠟?zāi)ｉg距大于5mm。蠟?zāi)＜皾部诤附訙囟?0℃左右，焊接必須光滑，保證蠟?zāi)＜皾部陂g的光滑過(guò)度，不允許有蠟痘、凹縫存在，澆口必須用燙刀燙平，不允許刮平，無(wú)凹凸缺陷。不允許有虛焊存在，保證焊接強(qiáng)度。

1.6 蠟?zāi)Ｇ逑?/p>

配制濃度為0.2%～0.3%的中性皂液，皂液溫度20℃～25℃，模組先在皂液中清洗，用軟毛刷去除表面油污，然后在20℃～25℃的水中清洗干凈，除去過(guò)剩皂液，保證蠟?zāi)１砻嫱繏煨阅堋?/p>

1.7 蠟?zāi)z驗(yàn)

以自檢為主，專(zhuān)檢為輔，不合格的蠟?zāi)２辉试S焊接成模組。檢驗(yàn)員對(duì)蠟?zāi)＝M進(jìn)行檢驗(yàn)，包括外觀質(zhì)量檢驗(yàn)（蠟?zāi)?00%進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，表面不允許存在縮陷、裂紋、皺皮、鼓包）和尺寸檢驗(yàn)（抽檢蠟?zāi)３叽缧螤睿?，并?duì)制蠟工藝進(jìn)行控制。

2 硅溶膠模殼工藝

2.1 精鑄用粘結(jié)劑硅溶膠的技術(shù)要求

熔模鑄造用硅溶膠無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只有航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HB5346-1986《熔模鑄造用硅溶膠》技術(shù)要求（見(jiàn)表1）.硅溶膠是一種優(yōu)質(zhì)硅溶膠熔模鑄造用水基粘結(jié)劑，生產(chǎn)用于所有層（面層和背層）。硅溶膠易配制成高粉液比的優(yōu)質(zhì)涂料，涂料穩(wěn)定好。用于硅溶膠制成的型殼不需化學(xué)硬化，型殼制造過(guò)程中無(wú)空氣污染。

表1 熔模鑄造用硅溶膠技術(shù)要求

2.2 硅溶膠涂料配比

正確地選擇各種原材料配比，保證涂料有適當(dāng)?shù)谋戎睾驼扯?，是涂料控制的關(guān)鍵（見(jiàn)表2）。硅溶膠涂料中，除了硅溶膠和耐火粉以外，還有一定量的表面活性劑（江蘇省海安石油化工廠生產(chǎn)的脂肪醇聚氧乙烯醚即JFC）及消泡劑（正辛醇）。

表2 硅溶膠涂料液的配方

2.2.1 硅溶膠涂料的配比原則

控制涂料粘度以達(dá)到穩(wěn)定制殼質(zhì)量的目的，配制時(shí)按當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，當(dāng)零件壁薄、復(fù)雜或帶有深陷時(shí)，涂料粘度取下限，反之取上限。

2.2.2 配制工藝

按涂料的配方取一定量的耐火材料、潤(rùn)濕劑、消泡劑，先將潤(rùn)濕劑及消泡劑加入涂料桶中，然后加入硅溶膠，開(kāi)始攪拌，在不斷攪拌過(guò)程中加入耐火材料，待全部加入完后，繼續(xù)攪拌6h～12h，穩(wěn)定后測(cè)其粘度，過(guò)高加硅溶膠稀釋?zhuān)^(guò)小則加入一定量的耐火粉料補(bǔ)充，直至粘度合格為止。

2.3 硅溶膠涂料液的制殼工藝

2.3.1 制殼場(chǎng)地工藝參數(shù)

涂料間溫度：22℃～25℃；相對(duì)濕度45%～65%；通風(fēng)條件：良好。

2.3.2 涂料工藝過(guò)程

將清洗好的蠟?zāi)＃ㄒ蟾稍锖螅┞隠型涂料攪拌桶中，并轉(zhuǎn)動(dòng)上下移動(dòng)，讓涂料充分并均勻濕潤(rùn)模組后，取出慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)至無(wú)涂料堆積、滴落現(xiàn)象時(shí)再掛砂，使砂粒均勻附于涂料之上，每層涂料的粘度、撒砂粒度要求（見(jiàn)表3）。面層涂料時(shí)要用專(zhuān)用篩網(wǎng)過(guò)濾涂料中的砂粒等雜質(zhì)，以防止模殼中產(chǎn)生砂粒等脫落而造成鑄件夾灰?jiàn)A砂。

表3 硅溶膠涂料的性能要求

2.3.3 硅溶膠每層型殼的干燥過(guò)程

硅溶膠在干燥過(guò)程中必須嚴(yán)格控制溫度，相對(duì)濕度及空氣流速等，具體工藝參數(shù)（見(jiàn)表4）如下。

表4 硅溶膠型殼工藝參數(shù)

當(dāng)環(huán)境溫度和相對(duì)濕度不易調(diào)整時(shí)，可控制為一定相對(duì)穩(wěn)定額數(shù)值：溫度為22℃～25℃；濕度45%～65%。

2.4 模殼脫蠟工藝

采用水浴脫蠟，水溫90℃～95℃，脫蠟時(shí)間≥20min，以防止水沸騰造成砂?；蛲苛线M(jìn)入模殼中。

2.5 模殼的自檢

模殼的自檢由操作工自己完成，當(dāng)有分層、走泡、開(kāi)裂、爛頭者為不合格，澆口中有多余的涂料，不均勻附著者必須除去，否則為不合格。

2.6 脫模槽清理

每次脫模結(jié)束后將蠟水放出澆成蠟錠，澆蠟錠時(shí)要用要用160目～200目的篩網(wǎng)過(guò)濾去除蠟液中渣滓，并將槽中的水全部放掉并將脫蠟槽打掃干凈，下次脫蠟時(shí)重新加入清潔的水。

3 焙燒工藝

3.1 單殼焙燒

?？诔?，放置于爐膛內(nèi)，焙燒溫度900℃～1050℃，到溫后保溫1h～2h后開(kāi)始取出澆注；當(dāng)需要裝箱時(shí)待小于450℃出爐、裝箱。

3.2 裝箱焙燒

認(rèn)真仔細(xì)檢查模殼質(zhì)量，凡有型腔開(kāi)裂、剝落、起皮等現(xiàn)象不予裝箱。清除澆口翻邊及浮砂，模殼口朝下，四周均勻拍擺模殼，清除夾灰、夾砂及型腔表面的浮塵。用壓縮空氣吹凈型腔內(nèi)夾灰及其表面浮塵100%進(jìn)行清水清洗模殼型腔，去除內(nèi)部渣滓。再次輕輕拍搖模殼后裝箱，填砂后用石棉板蓋住澆口并用兩半缺口的石棉板蓋住砂箱上口（石棉板大小保證蓋滿整個(gè)砂箱上口并伸出擋砂箱爆皮的邊沿）,以防止焙燒至澆注過(guò)程中砂箱爆皮落入模殼中而造成鑄件夾灰。如有澆口損壞，杯口有砂粒外露者，則停止使用，經(jīng)修補(bǔ)并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方再次使用。小于450℃裝箱，箱式電阻焙燒爐焙燒至900℃，保溫2h后方可澆注。