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说说硅溶胶型壳

 熔模铸造每天学 2023-03-28 发布于陕西

这两天有一个读书会的朋友一直在为他的型壳裂纹头痛。我想利用今天这个时间来聊一聊这个老生话题。

其实,尽管我们的教科书以及各种资料上讲,但是实际上由于这个硅溶胶型壳并没有一个现成可参考的标准,导致的结果就是我们各个熔模铸造厂家各行其是。

我们不能说谁对谁错,只能说哪种方法更好。就拿这个读书会朋友的实际操作说事吧。当然,我们绝没有抬高谁贬低谁的意思,我们只是就事论事。

这位朋友他的面层使用的是830的硅溶胶。也不知道他是听谁所说,面层加水可以增加面层型壳的溃散性。(当然这个没错)于是,他给面层加了30%的自来水。这个确实把他面层的溃散性变好了。我们知道,硅溶胶型壳的强度主要取决于二氧化硅含量。我们常用的普通的30%硅溶胶在加水30%后,它的二氧化硅含量将变成30/(30+30+70)%=23.1%。

问题出来了。他的大平面的产品出现了裂纹。见下图一。那么,这个裂纹与这个稀释硅溶胶有没有关系?答案是肯定的。既然强度取决于二氧化硅含量,那么二氧化硅含量变化,面层的强度肯定变化。这是其一。

图一,型壳表面裂纹

其二,我们知道,硅溶胶稀释不能使用自来水,必须使用蒸馏水。但是这哥们仍然使用了。这个对面层开裂有没有贡献,答案也是肯定的。因为自来水中有离子,有电解质,这些直接影响硅溶胶的PH值,影响硅溶胶的胶凝,那么,它影响面层强度是自然而然的事情。

我们在教科书中都学过,硅溶胶型壳是镶嵌结构。之所以一层浆一层砂,就是形成一个毛面,让砂子之间镶嵌结合,再加上硅溶胶涂料的粘结,从而形成一个牢固可靠的型壳,来抵抗高温金属液的热冲击以及压头冲击。

因此,在一般情况下,硅溶胶的粘度是越来越小,砂子是越来越大。这也是硅溶胶型壳的制壳规律。另外一点要说明的是,砂子尽管越来越大,但也不能相差太大。相差太大的结果就会镶嵌不好,就会产生分层缺陷。型壳为什么会需要过渡层,就是在大砂粒和小砂粒中间找一个中间粒度,便于面层与背层很好的连接。

上面的面层裂纹实际上不仅有凸出的毛刺,也有凹进去的凹痕(鼠尾)。这种缺陷实际上产生的原因就是分层。

这位朋友他的二层使用的是60~80的砂子,他的二层粉液比为3.5,面层的粉液比仅3.2。实际上在这里他的过渡层粘度已经比面层大。我们知道,层与层之间的连接实际上是通过浆料的渗透来实现。那么,在这一点上来说,他的面层与过渡层连接可能会不好,尽管他可能也预湿过。

他的背层使用的砂粒是16~30。这个与过渡层砂子尺寸相差比较大。在这种镶嵌结构的硅溶胶型壳中,过渡层与背层的连接应该不是很好。所以,我猜测,在很大程度上他的型壳分层是从过渡层与背层之间分开的。

还有一点要说明的是,这位朋友一直在讲气孔。殊不知,他的制壳工艺给他埋了多大的坑。他的面层用的是100~120目的砂子,他的过渡层用的是60~80的砂子,而且两层的浆粘度也不小,这给后期型壳的透气性增加了很多的阻力。

其实,就像某一位熔模铸造前辈所说,制壳没有一个确定的标准,但是它却有一个相对的判定规则,那就是铸件的表现。你的铸件质量好,那么,你的制壳工艺就相对靠谱;你的铸件质量差,那么,你的制壳工艺就可能离谱。

各位朋友,如果让你去给别人的工厂找问题,或者有什么缺陷进行分析,你可以吗?如果你还欠缺信心,那么,欢迎你加入熔模铸造每天学读书会。终有一天,你也可以的!

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