硅溶胶在熔模精密铸造中的应用
发布时间: 2024-09-22 22:09:55 人气：1 来源：硅溶胶精密铸造
硅溶胶的重要特性之一是其稳定性。该稳定性与 P 值有关， P , ) $ ! ! 最稳定。 P ’ ! (较稳定， P N左 E E E E 右最不稳定。配料时防止酸性或碱性物质混入是保持 涂料稳定性的要素之一。硅溶胶中的电介质影响双电 层结构的电荷分布， 降低硅溶胶稳定性。2 、 C @ C ’、
讨论硅溶胶作为熔模壳型粘结剂应用中的若干问题， 供同行参考、 交流。 ! 硅溶胶的特性及品类选择 硅溶 胶 是 乳 白 色 透 明 胶 体， 最常用的是 L 7 1 ’ M、 R 1! ) $ M 的钠型硅溶胶。它与液体硅酸钠 ’ 和硅酸乙酯水解液一样在制造陶瓷型壳时以硅酸胶体 ， 粒子具有大 起粘结作用， 其基本成分是无定型 L 7 1 ’ 的比表面积， 带负电荷， 水合硅醇层 （L 在干燥过 7 1 P） 程中提供湿强度， 壳型焙烧时， 大部分自由水分和结构 水分蒸发掉， 可获得最大强度， 以承受浇注熔融合金液 的冲击作用。 制备硅溶胶的方法很多， 如： 酸化法、 渗析法、 离子 交换法、 凝胶胶溶法、 水解法等。无论那种方法制备稳 定的、 高溶度的硅溶胶， 都必须使 L 7 1 ’ 粒子在碱性条 件下长大。由离子交换、 酸化硅酸钠溶液及水解硅化 物生成单硅酸的线型和带侧枝的聚合物， 在E P ’!具有暂时的稳定性， 但在碱性 E P N ! ! 溶液中重排列
无外来夹杂， 稳 R , . , ’ E。外观为乳白色或淡色， 定期不少于-年。并建议最好是长期定点供应。为控
度、 环境和温度、 气流速度、 干燥时间、 及壳型材料等一系 列因素的影响， 环境和温度是首要的因素。变化范围应 控制在X 空气相对湿度以& . Y， , E 4 , E为宜。 在干燥过程中， 水分从壳型表面不断蒸发而吸收 热量， 这会使蜡模温度下降， 尺寸缩小， 易产生表面缺 陷。干燥过程应尽可能快， 以防止壳内表面气温变化 造成的影响。理想的干燥系统应能利用干燥过程的温 度下降所需要的大量流动空气使湿球温度与浸涂室室
摘要： 介绍了熔模铸造粘结剂—硅溶胶的特性和品类、 涂料的配制、 壳型的制备和应用方面的经验。对其存在的问题、 进一步 应用和发展前途提出了一些看法和建议。 关键词： 熔模铸造； 硅溶胶； 壳型
我国从. 近年来 年代起开始生产和使用硅溶胶， 用于熔模铸造的国产硅溶胶， 品质日趋稳定并逐步向 国际商业品类靠拢。 北京航空材料学院从. 年代末
作为熔模铸造壳型粘结剂的硅溶胶的性能指标包 括$ 含量、 密度、 稳定剂的含量、 粒径。 6 % 8 值、 $ 6 % 7 # # 表-列出熔模铸造行业常用的硅溶胶及其性能。
制壳过程中的干燥条件是确保品质的主要的因素， 壳型干燥就是水分从壳型内部通过毛细作用传递到涂
硅溶胶壳型的制备 图-为制备高温合金定向凝固叶片用壳型的工艺 流程。配制涂料用的粉料是 V 挂砂材 # % 白刚玉粉， # # 料为# & K , 白刚玉砂。硅溶胶是表 - 中所列的任 一种。
开始进行熔模壳型使用硅溶胶的研究。 N 年代初又 建立了离子交换装置， 制取更适合于熔模铸造用的浓 硅溶胶。 完善了制备工艺， 建立了性能 , 年代中期， ［ ］ 测 试 方 法 , ，而 且 先 后 建 立 了 航 空 工 业 标 准
制硅溶胶品质， 应严格按照有关行业标准例如上述的 航标 8 1 或国军标 L I 1 进行检测验证。 ! 硅溶胶涂料的配制 对于高温合金、 钢、 钛合金、 铝合金及铜合金等铸 件， 由于合金浇注温度对不同陶瓷壳型岩相成分的要 求也不一样。但选用耐火粉料必须是能为硅溶胶所 粘结， 且在室温配制涂料时又不可能会引起料浆胶凝。常 使用粒径为 , 氧化锆、 莫来 . , J ( ( 左右的氧化铝、 石、 铝矿石及石英玻璃粉， 为了改善涂料的浸涂性， 往 往还要加入悬浮剂、 矿化剂、 渗透剂、 流平剂等辅助材 料。稀释剂常用去离子水或酒精。粉料的加入必须是 边加入边搅拌， 防止局部粉料过多吸水导致硅溶胶胶 凝。选定配方后， 涂料的性能由其粘度和密度来决定。 表#列出铸造镍基高温合金定向凝固铸件用壳型涂料 的典型配方及其性能。 随着涂料浸渍使用， 其性能必然发生明显的变化。水分 蒸发减少， 粘度提高， 故需按计算量补加少许硅溶胶和 去离子水， 以保证原涂料 $ 6 % # 含量及粘度。冬季使用 硅溶胶粘结剂时， 如果室内温度过低， 配制涂料时粘度 会偏高， 易产生气泡而影响型壳品质。 万方数据
产中制备壳型的应用。 硅溶胶作为陶瓷壳型粘结剂应 ’ 世纪. 年代， 用于铸造领域， 立即以其无可比拟的优势逐步取代了 曾经普遍的使用的制备工艺繁杂、 有污染、 成本高的水玻 璃和硅酸乙酯水解液。实践证明， 用硅溶胶液作为陶 瓷壳型粘结剂具有下列优点： 配制工艺简便， 涂料便于 贮存， 浸涂用过的料浆调整成分后可接着使用， 减少了 材料消耗， 浸涂工艺稳定性很高， 容易操作， 取消了用硅 酸乙脂水解液时的氨干， 工作环境得到一定的改善， 采用可控 湿度的热风干燥， 壳型强度高， 采用水基硅溶剂， 安全 性好。因此， 英、 美、 法、 日等国熔模铸造业迅速而广泛 地采用硅溶胶粘结剂， 就连一贯坚持采用硅酸乙酯的 取得良好 俄国， 也从, 年代末期起陆续采用硅溶胶， 效果， 据称， 从硅酸乙酯改用硅溶胶 L 能源消 L 后， 壳型合格率提高 ! 工 耗减少 ’ M ! M， $ M !’ M，
