硅溶胶水玻璃复合工艺规程陈资料.docx
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硅溶胶水玻璃复合工艺规程陈资料
编制说明
本工艺规程共分三部分：
第一部分：
硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸特点
第二部分：
硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸工艺流程
第三部分：
硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸工艺规程
其中第三部分又分为一下四项内容：
1、材料
2、工艺装备
3、工艺参数
4、工艺要求及操作要点
本工艺规程是硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸通用工艺规程，但其中某些主要参数是结合本公司实际生产而确定。
本工艺规程中的不尽之处，请参阅《产品标准工艺卡》及《工艺技术命令表》
硅溶胶、水玻璃复合精铸工艺规程
一、特点
1、硅溶胶、水玻璃型壳采用面层和过度层恒温恒湿制壳，被层采用化学硬化法，能使型壳迅速硬化而建立湿强度，故工艺周期短、工时消耗少、生产效率高。
2、水波离价廉易购，货源充足，其价格仅相当于其他两种粘结剂的1/20～1/30。
3、水玻璃性能稳定，耐火材料对涂料的稳定性影响小，制壳过程中对生产现场的温湿度的要求也不象其他粘结剂那样严格。
4、水玻璃型壳熔模铸型选的主要问题是铸件尺寸精度较低，表面质量较差，难以满足外观质量高的要求，用硅溶胶工艺做面层和过度层可以很好的互补各自的优缺点，即减低成本又能提高外观质量。
5、硅溶胶、水玻璃复合工艺熔模铸选适用于精铸不锈钢、碳钢、合金钢、球铁、铝合金等精铸件。
二、1、碳钢工艺流程
`
2、不锈钢工艺流程：
蜡处理射蜡修蜡组树清洗
焙烧脱蜡制壳
浇注振壳切割磨浇口（固熔化处理）
抛光钝化焊补修整咬酸喷砂抛丸
三、工艺规程
（一）蜡处理
1、材料
1）材料种类：
石蜡、低分子聚乙烯蜡（可选用成品模料）
2）材料性能：
1石蜡的性能指标：
熔点（℃）
软化点（℃）
抗拉强度（MPa）
伸长率（%）
自由收缩率（%）
灰分（＜%）
52～70
＞30
0.23～0.3
2.0～2.5
0.50～0.70
≤0.11
密度（g/㎝3）
水分（%）
含油量（%）
机械夹杂物
针入度
灰分（＜%）
0.88～0.91
～35
＜0.5
无
—
无
2低分子聚乙烯蜡的性能指标
熔点（℃）
软化点（℃）
抗拉强度（MPa）
伸长率（%）
自由收缩率（%）
灰分（＜%）
54
～35
0.18～0.2
2.8～3.0
0.60～0.69
＜0.03
2、工艺装备：
脱蜡槽、水洗槽、化蜡桶、搅蜡机、100目过滤网
3、工艺参数：
1）热水温度：
100℃
2）加热温度：
100℃
3）沸腾时间：
1h
4）搅拌时间：
直至模料的白点消失
5）关掉蒸汽后静置沉淀时间：
1.5～2h
6）在蜡桶中静置时间：
≥4h
7）静置后冷却时间：
2h
8）水的去除：
待蜡冷却后从化蜡桶底阀排出。
附：
新模料的性能指标：
熔点（℃）
软化点（℃）
收缩率（%）
抗拉强度（MPa）
流动性（mm）
针入度（mm）
焊接强度（MPa）
灰分（%）
图挂性（mm）
56～58
31
2.05
1.25
110.2
2.2
0.67
0.09
0.59
4、工艺要求及操作要点
1）配制新模料时：
1将新蜡料敲成小块放入化蜡桶中。
2加热温度不得超过90℃，并严防局部过热。
2）旧模料回收时：
1先将回收的模料加入已加热的热水中，搅拌均匀后放入化蜡桶，此时不加热，过2h后，蜡水自然分离，蜡冷却后把水从化蜡桶底阀排出，而后使温度保持在80～90℃，1h后待用。
3）型壳之前的蜡模，若有废品出现，则直接进行回熔，不需进行处理。
4）型壳之后及粘有涂料的蜡模，需经脱蜡后，进行蜡的回收处理，不许放到回收缸中。
5）将处理好的蜡液经100目筛过滤，倒入干净蜡桶中，使之静置，静置时间应大于4h。
6）静置后（一般一天），将蜡放在水中冷却两天（冬天可不予冷却）。
10）将蜡桶内的蜡冷却后取出备用。
（二）压蜡
1、材料：
石蜡、低分子聚乙烯蜡（可选用成品模料）、分型剂、棉纱
2、工艺装备：
搅蜡机、化蜡桶、双工位液压射蜡机、电炉子、冷却槽、泥子刀。
3、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）熔蜡槽熔蜡温度：
85～90℃
3）蜡水与蜡屑的比例：
1：
2
4）搅蜡温度：
52～56℃
5）搅蜡时间：
8min
6）静置时间：
10～20min
7）射蜡温度：
55～58℃
8）射蜡时间：
10～20s
9）保压时间：
3～5s
10）射蜡压力：
1～2MPa
4、工艺要求及操作要点：
1）将废蜡模或回收蜡放入熔蜡槽进行熔化，此时须严格控制熔蜡温度，保持在85～90℃。
2）配制模料时，按配比将熔融的蜡水倒入双层搅蜡桶中，使桶壁保持一定温度，加入蜡屑，搅拌至糊状，温度应保持在52～56℃之间。
3）检查模具是否完好、装拆是否方便灵活，清楚模具结构及组装次序、蜡型取出方法等。
4）将搅拌好的蜡，装入注蜡机蜡箱，自动枪口对准模具注蜡口进行射蜡，带熔芯的蜡件，需先在模具内放入熔芯，然后进行注蜡。
5）注完蜡以后冷却，将模具打开，取出蜡模，放入15±3℃的水中进行冷却，带熔芯的蜡模放入单独的水槽中冷却。
6）用压缩空气吹净模具上的水，均匀涂上一层分型剂后，方可使用。
7）冷却好的模具，存放要有顺序，且有适当距离，以免碰伤。
必要时采用夹具等以免变形。
8）蜡模某部位有缺陷时，若缺陷较小，可适当修补，否则报废。
（三）熔芯
1、材料：
1）材料名称：
尿素、白糖、分型剂、棉纱
2）材料性能：
1尿素的性能指标：
熔点（℃）
抗拉强度（MPa）
自由收缩率（%）
灰分（%）
密度
（g/㎝3）
技术条件
130～134
1.7～1.8
0.10
0.30
1.335
GB2440-81
2白糖的性能指标:
2、工艺装备：
电炉子（220V、1000W）、自制不锈钢锅、泥子刀、勺子、容器
3、工艺参数：
1）室温：
15～30℃
2）湿度：
40～60%
3）尿素与白糖的配比：
95：
5
4）溶料温度：
130～140℃
5）浇注温度：
120～140℃
4、工艺要求及操作要点：
1）检查电路、装备是否正常。
2）检查模具是否完好，拆卸是否方便灵活。
3）溶料前，先将尿素及白糖按配比在容器内搅拌均匀后再进行熔化。
4）溶料时，严格控制熔化温度，严防过热，一般不大于145℃，以免尿素产生缩合反应，使溶失性下降、吸湿性增大，及产生大量气泡和皮下气泡，严重恶化熔芯表面质量。
5）浇注时，速度不得过快，以免产生气孔。
6）浇注后，待冷却完全后方可取模。
7）模具温度过高时，用水冷却，然后用压缩空气将上面的水吹净。
8）熔芯上的气孔，可用刀子沾取熔化之尿素补充，冷却后用刀子修平。
9）熔芯上的飞边、毛刺需修净，合模线修平。
10）合格之熔芯需存放于干燥之容器内，严防溅上水滴。
（四）压模头
1、材料：
石蜡、低分子聚乙烯蜡（可选用成品模料）、分型剂、棉纱
2、工艺装备：
搅蜡机、化蜡桶、双工位液压射蜡机、电炉子、冷却槽、泥子刀。
3、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）熔蜡槽熔蜡温度：
85～90℃
3）蜡水与蜡屑的比例：
1：
2
4）搅蜡温度：
52～56℃
5）搅蜡时间：
8min
6）静置时间：
10～20min
7）射蜡温度：
55～58℃
8）射蜡时间：
10～20s
9）保压时间：
3～5s
10）射蜡压力：
1～2MPa
（五）溶解熔芯
1、材料：
水、活性剂、洗洁精
2、工艺装备：
水槽
3、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）水温：
20～25℃
3）活性剂用量：
0.2～0.5%
4）洗洁精用量：
适量
4、工艺要求及操作要点
1）将取出的熔芯蜡模放入水槽内进行溶解、冷却。
2）溶解完的蜡模，取出后需用毛刷清洗流道内的皂化物。
3）清洗好的蜡模不得放在阳光下曝晒，清洗好的蜡模用压缩空气吹干放入盘中。
4）溶解所用水一般每班至少换2～3次。
5）溶解熔芯时须两次溶解，以使熔芯材料溶解完全。
（六）修蜡
1、工艺装备：
工作台、电炉子、修蜡刀
2、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）熔蜡温度：
85～90℃
3）修蜡前蜡型静置时间：
2～4h
3、工艺要求及操作要点：
1）蜡模从射出到修蜡，按等大小续放置2～4h
2）去除蜡模上多余的飞边及合模线，需用刀子利口沿着蜡模小心而轻柔地切削，采用平顺、圆滑的切削动作，并逐件目视检测。
3）修蜡前应对待修之蜡模进行检查，剔除明显废品。
4）蜡模上的缺肉、气孔、塌陷等，须用蜡水滴平，冷却后修整圆顺。
5）组合叶轮时，必须用滴管将两边滴平、粘牢。
6）修好之蜡模，须用压缩空气将蜡屑吹净，小心地摆放于蜡盘中。
（七）蜡检
1、工艺装备：
工作台、游标卡尺、塞规
2、工艺参数：
室温：
25±3℃
3、工艺要求及操作要点：
1）根据《质检内容表》，对蜡模做逐一检查。
2）蜡检必须做到压蜡巡检、修蜡全检、组树抽检。
（八）组树
1、工艺装备：
电炉子（220V、1000W）、自制焊刀、工作台
2、工艺参数：
1）室温：
25±5℃
2）焊接温度：
以焊刀为暗红色为宜。
3、工艺要求及操作要点：
1）组树前要对模头进行严格检查，剔除严重变形空心品。
2）组树前需仔细考虑一下几点：
1便于沾浆涂挂
2便于通风干燥
3便于脱蜡。
脱蜡时蜡液能够容易地从型壳流出。
4浇注时容易造成顺序凝固，以利补缩。
5便于切割。
3）组树时浇口与模头间不得有焊缝。
4）焊接时不得烫伤蜡模。
5）成串之蜡树，组树时蜡件之间须保持一定距离，不得过大或过小。
6）操作者须戴防护手套，以免烫伤。
7）组好的蜡树须轻拿轻放，存放于挂架或蜡框内存放1h以上。
（九）清洗
1、材料：
活性剂、洗洁精、水
2、工艺装备：
清洗缸
3、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）水温：
25±3℃
3）洗洁精用量：
适量
4）活性剂用量：
适量
4、工艺要求及操作要点：
1）在清洗缸中加入自来水（冬季要用温水），再加入适量活性剂、洗洁精，搅拌均匀后即可使用。
2）将待洗之蜡树放入清洗液中清洗3～4s，取出后放在风干架上。
3）清洗时要不断振动，以7～8下为宜。
4）蜡树清洗要彻底，表面不得有任何油污存在。
（十）制壳
1、材料：
（1）技术参数：
A.室温：
面层：
25±2℃，二层：
25±2℃，
B.湿度：
面层50～60%
C.粘度（浆液）面层：
38±3s，二层：
35±3s，
白浆：
11±1s（注：
用詹氏4#粘度杯量）。
D.浆配置时的搅拌时间：
面层、二层≥8h，
E.浆的添加比例为50%原浆+50%的新浆。
F.浆添加后的搅拌时间为4～6h。
G.PH值8.5～10.5
H.浆料配比：
a.面浆：
硅溶液：
锆粉=1：
3.65外加0.15%的活性剂和0.1%的消泡剂（GP）。
注:
以上百分比为硅溶胶的体积百分比。
b.二层浆：
硅溶胶：
煤矸粉=1：
3.65
d.砂粉料规格：
锆粉300目，煤矸粉200目，面层锆砂80～100目，
二层煤矸砂30～60目，
（2）工艺要点：
A.浆料配比正确，粘度符合标准，PH值合乎要求。
B.浆液务必干净，不得有蜡屑、砂粒和粉尘，活性剂和消泡剂添加正确（注：
添加活性剂两分钟以后，方可添加消泡剂）不得发生涂挂不上及气泡过多的现象。
C.为了利于涂挂，二层蜡树沾浆前均应预湿，但预湿液不可存放太久。
D.对于形状复杂，有浅沟、字件的蜡树，要采取特殊措施，如用真空沾浆的办法，浆液粘度稍微降低，使用毛刷或高压空气吹等。
E.沾浆时将蜡树斜放，轻置于浆液中，缓慢旋转，使浆液涂挂均匀，淋砂时将蜡树缓慢转动，并前后左右抖动，以至淋砂均匀，浮砂时将蜡树斜放于浮砂桶中，轻轻取出后，反面放入，使浮砂均匀。
F.每次沾浆以前都要抖掉上层浮砂，以利涂挂。
G.对于有线沟的件，应挂面浆后水平放置（浅沟朝上）吹风加速干燥，然后再淋砂，即可保证质量。
H.对于孔径较小的盲孔，要采用陶芯，对于间距较小且狭长的槽凹处
I.小孔在沾浆时如果糊住，应吹风后挂砂，若挂砂后堵孔，应待干燥后，通孔挂下一层浆。
J.沾浆、挂砂、转运蜡树时务必轻拿轻放，防止碰伤碰掉蜡件。
K.制壳间的温度、湿度务必严格控制，温度的波动不能太大，防止蜡模变形或壳裂。
正常情况下，面层干燥时间为4—6h，二层的干燥时间为6—8小时，工艺的制订应遵循如下原则：
a.面层的干燥时间不宜过长，防止壳裂。
b.室内温度偏低，湿度偏大时，应延长干燥时间。
c.表面比较复杂时，面层可适当延长时间，
d.表面比较简单，且出现大平面，面层、二层的干燥时间均应缩短，
e.干燥时间应取得室温、湿度、风速的配合，必要时可将四个变量超常变更。
f.每种新产品均应试制壳，并在脱蜡后，做破坏性检查g.
1）水玻璃
1水玻璃的技术指标：
级别项目
一类
二类
三类
1
2
1
2
1
2
密度（20℃）°Be′
35.0～37.0
39.0～41.0
44.0～46.0
Na2O（%）≥
7
8.2
10.2
SiO2（%）≥
24.6
26.0
25.7
模数（m）
3.5～3.7
3.1～3.4
2.6～2.9
铁（%）≤
0.02
0.05
0.02
0.05
0.02
0.05
水不溶物（%）≤
0.2
0.4
0.2
0.4
0.2
0.6
补充说明：
熔模铸选用水玻璃的模数为3.0～3.4，密度为1.27～1.34g/㎝3，选用GB4209-84中的1～3类。
一类降低模数后使用，二类用水稀释使用，三类提高模数后使用。
2配制涂料用水玻璃技术要求
指标用途
SiO2（%）
Na2O（%）
模数（m）
密度（g/㎝3）
加固层
23～27
7.5～9.0
3.0～3.4
1.29～1.34
补充说明：
购进的水玻璃需按上表要求进行调整或处理，才能用作配制涂料。
3每㎏水玻璃调整到要求密度所需加水量（ml）
原水玻璃ρ（g/㎝3）
调整后水玻璃的密度（g/㎝3）
1.26
1.27
1.28
1.29
1.30
1.31
1.32
1.33
1.34
1.27
30
1.28
60
29
1.29
89
57
28
1.30
118
85
55
27
1.31
147
113
82
53
25
1.32
175
140
108
78
50
24
1.33
202
167
134
104
75
49
23
1.34
230
193
160
129
100
72
47
23
1.35
256
219
185
153
125
96
69
45
22
1.36
283
245
210
177
147
119
92
69
43
1.37
309
270
235
201
170
141
114
88
64
1.38
334
295
259
225
193
164
136
110
85
1.39
360
319
281
248
216
186
157
131
106
1.40
384
343
306
271
238
207
179
152
126
1.41
409
368
329
293
260
229
199
172
146
1.42
433
391
352
316
282
250
220
192
166
1.43
457
414
375
338
303
271
240
212
185
1.44
480
437
397
359
324
291
260
231
204
1.45
504
460
419
380
345
311
280
251
223
2）石英砂（粉）
1石英砂（粉）的化学成分：
分级代号
SiO2（%）不小于
有害杂质含量（%）不大于
K2O+Na2O
CaO+MgO
Fe2O3
外观
98
98
1.0
0.1
洁白
97
97
1.5
0.2
个别砂粒有锈斑
96
96
2.0
0.3
个别砂粒有锈斑
93
93
3.5
个别砂粒有锈斑
90
90
4.0
个别砂粒有锈斑
2石英砂（粉）的物理化学性能
化学性质
熔点（℃）
耐火度（℃）
莫氏硬度
密度（g/㎝3）
膨胀系数×10-3（1/℃）
酸性
1713
1680
7
2.65
～123
3各层用石英砂（粉）的粒度
石英粉（目）
石英砂（目）
三层
270～320
20～40
加固层
四层
270～320
10～20
五层
270～320
10～20
3）耐火粘土
1耐火粘土的化学成分
化学成分（%）
Al2O3
SiO2
Fe2O3
CaO
MgO
软质粘土
26～32%
54.5～60.1%
1.2～3.7%
0.43～0.76%
0.05～0.95
硬质粘土
≥35
43.5～58.4
0.1～2.3
0.05～1.7
0.03～0.4
2耐火粘土的物理化学性能
化学性质
熔点（℃）
耐火度（℃）
莫氏硬度
密度（g/㎝3）
膨胀系数×10-3（1/℃）
酸性
——
1670～1710
1～2
2.6
——
3所用耐火粘土的粒度：
200目
4）电熔刚玉
1电容刚玉的化学成分
Al2O3（%）
Na2O（%）
Fe2O3（%）
SiO2（%）
TiO2
灼减（%）
白刚玉
≥98.5
≤0.6
≤0.1
≤0.2
——
≤0.3
棕刚玉
≥93
≤0.6
——
≤0.8
≥3.0
——
2电容刚玉的物理化学性质
化学性质
熔点（℃）
耐火度（℃）
莫氏硬度
密度（g/㎝3）
膨胀系数×10-3（1/℃）
两性
2030～2050
2000
9
3.99～4.0
86
5）匣钵砂
硅酸铝质匣钵等化学成分及使用见《熔模铸选工艺》P157
6）表面活性剂（JFC）化学名称为聚氧乙烯烷基醇醚
7）消泡剂（正辛醇）
8）自来水
9）NH4Cl
1不同温度下NH4Cl在水中的溶解度
温度（℃）
10
20
30
40
溶解度（%）
25.0
27.1
29.4
31.4
2NH4Cl溶液的PH值：
5～6
NaCl%：
＜6%
10）AlCl3·6H2O
1AlCl3在不同温度下的溶解度
温度（℃）
0
20
40
溶解度（%）
31.03
31.36
31.65
②AlCl3的技术条件
成分级别
AlCl3·6H2O（%）
Fe2O3（%）
游离酸（以HCl%计）
水不溶性（%）
Ⅰ
≥94.70
≤0.35
＜0.05
＜0.10
Ⅱ
≥94.70
≤0.5
＜0.05
＜0.10
2、工艺装备
浆料桶、风动搅拌机、淋砂机、撒砂机、硬化槽、铁锨、水桶、粘度杯、秒表、温度计、湿度计、比重计、风扇、风干架、台称、地排车
3、工艺参数：
1）室温：
25±3℃
2）湿度：
50～75%
3）涂料配比及粘度：
配比
JFC（%）
正辛醇（%）
粘度（S）
水玻璃
石英粉
粘土
三层
1
0.8
0.3
——
——
30～40
4）涂料搅拌时间：
加固层
＞30min
5）涂料搅拌后静置时间：
加固层
＞30min
6）涂料使用寿命：
加固层
4天
7）各层硬化及干燥时间：
硬化剂
硬化时间（min）
干燥时间
硬化前
硬化后
三层
AlCl3
30～45min
——
30min
四层
AlCl3
30～45min
——
30min
五层
AlCl3
30～45min
——
30min
六层
AlCl3
30～45min
——
4h
封浆
AlCl3
2～3s
——
8h
8）NH4Cl硬化液的配比及密度：
水（㎏）
NH4Cl（㎏）
硬化液密度
135
50
0.7～1.0
9）AlCl3硬化剂的工艺参数：
配比
浓度（%）
密度（g/㎝3）
碱化度（%）
PH值
AlCl3·6H2O
水
1
2
30～33
1.16～1.19
＜10
1.4～1.7
4、工艺要求及操作要点：
1）涂料的配比：
1按配比称取水玻璃、耐火粉料与活性剂。
2将称取的水玻璃倒入搅拌桶内，开动搅拌机。
3将耐火粉料及活性剂加入搅拌桶内，进行搅拌。
4搅拌均匀后，静置一段时间后即可使用。
2）硬化剂的配制：
1清理好硬化槽，不允许有任何杂质。
2AlCl3硬化剂是按1㎏AlCl3·6H2O、2㎏水的比例称取。
3若NH4Cl受潮结块，先将其破碎后再使用。
4根据温度查出AlCl3硬化剂的饱和浓度，算出所需AlCl3及加水量并加入JFC搅拌。
5每周送化验室化验一次AlCl3含量、PH值和NaCl含量。
6每月清理一次AlCl3硬化槽，随时补充自然消耗的AlCl3硬化剂。
7用AlCl3硬化剂。
3）制壳工艺要点：
1涂料使用前，需检测性能、测试流杯粘度，性能符合要求方可使用。
2手持浇口杯，小心地将模组浸入涂料缸中沾浆，以稍快速度提起，灵活转动模组，使涂料被覆均匀。
检查所有表面及流道是否均匀覆盖涂料，用压缩空气吹拂流道及拐弯等处，使其无闭塞、无气泡。
3待蜡模不再滴浆时进行淋砂，注意不得使砂粒扎入浆层中，以免造成铸件表面恶化。
4为利于沾浆，蜡树沾浆前可进行预湿，但预湿液不可残留太多。
5面层、二层沾浆挂砂时，务必轻拿轻放，以免划伤、碰伤模壳。
6按要求将模组放入硬化槽内进行硬化。
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