临沂银东硅制品(硅溶胶)有限公司
 
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发布日期:[2005-11-05]    共阅[1391]次
    临沂银东硅制品有限公司         
      快干硅溶胶在精密铸造中的应用

  摘 要 快干硅溶胶与普通硅溶胶比较,具有制壳周期短、型壳常温强度高、残留强度低的优点。经精密铸造企业大批量生产证明,用银东硅制品有限公司快干硅溶胶代替普通硅溶胶,型壳清砂容易,铸件尺寸符合公差要求,铸件成本略有下降。批生量产证明,在干燥间风速、湿度控制合理时,型壳干燥时间可缩短50%以上。 最短12小时以内既可完成制壳,进入脱蜡阶段。
  熔模精密铸造采用的普通硅溶胶制壳工艺,虽具有 工序简单、环保、高温强度高等优点,但存在制壳周期 长、湿态强度不足、残留强度偏高等缺点。随着中国精 密铸造业的迅猛发展,市场竞争日趋激烈,客户对订单交货期的要求越来越短,同时对铸件质量要求也越来越 高。如何在不增加制造成本并保证产品质量的前提下 缩短制壳周期,提高一次性成品率,成为摆在熔模精密铸造工作者及硅溶胶生产供应商面前的一个待急待解决的问题。本文通过对银东快干硅溶胶性能介绍及在大规模生产实践中的应用分析,总结出其在大批量铸件生产中的使用工艺参数、不同工艺条件对铸件尺寸的影响及使用成本对比数据,希望能对快干硅溶胶在精密铸造中大规模推广使用起到促进作用。
1 银东快干硅溶胶的性能
1.1银东快干硅溶胶是银东公司第二代快干产品。其主要理化指标(见表1)
         表1  SKP-27型快干硅溶胶理化指标

W(SiO2)  W(Na2O)  pH      密度     粘度    平均粒径
 %      %   (25℃)  ( g-cm一3) (MPa-s)    nm
28-30      0.3   8.5-9.5    1.17一1.19    <8     10-16
1.2性能分析
    由表2可知,在同等条件下制壳,SKP-27型快干硅 溶胶型壳常温强度高,高温强度有保证,残留强度较低, 特别是在层间干燥时间为1h时,银东快干硅溶胶型壳仍可保证可接受的常温强度。同时,我们也进行了银东快干硅溶胶在保温箱中60℃条件下连续存放40 d的试验,粘度仅增加 7.64%。可知稳定性达 1 年以上。
  综上所述,在温度22一25℃,湿度44%一55%,风 速3一4.5 m/s条件下,层间干燥间隔1一2h连续制壳, 银东快干硅溶胶完全可保证型壳所需的常温强度和高温强度,而残留强度较普通硅溶胶型壳有了大幅下降。银东公司2005年累计批量生产银东快干硅溶胶180吨,经临沂美华精密铸造有限公司大批量生产使用,解决了硅溶胶制壳周期长,残留强度高等问题,反映较好。
  表2 银东公司不同牌号硅溶胶制壳工艺参数及型壳强度

       温度  湿度  层间  粉液比  风速    型壳强度MPa
             干燥时间
        ℃   %   h      (m.s-1) 常温  高温 残留
   快干  20-23  45-55  1.5  1.56:1  3.5   4.55  8.06 3.03

   普通  20-23  45-55  1.5  1.56:1  3.5   2.96  7.27 4.23

快干  20-23  45-55  1.5  1.56:1 3.5   1.93  7.36 4.76

普通  20-23 45-55   1   1.55:1 3.5   3.26  6.30 2.76

快干  20-23 45-55   1   1.55:1 3.5   1.60  5.86 2.58

普通  20-23 45-55  1   1.55:1 3.5   0   3.45  0

 注:试验检测用标准型壳尺寸为40mmx20mmx3mm
2、银东快干硅溶胶在生产中的应用
2.1 涂料配制
  涂料配制过程中涂料表面稍有气泡,加入消泡剂搅拌约15min 后即自动破灭。粉液比及涂片检测基本同普通硅溶胶涂料,涂料配制约4h熟成后才可使用,存放过程中粘度变化同普通硅溶胶浆料,需定时补充蒸馏水;粘度不变时,酸碱度及粉液比无明显变化,1周后目 测及涂片测试无胶凝迹象。
2.2 制壳工艺
  银东公司对铸件尺寸要求极为严格,面层一直采用两层制作以确保铸件尺寸稳定,因考虑因考虑快干硅溶胶相对于普通硅溶胶性能有差异,生产试验时只用于背层,制壳工艺见表3
        表 3快干硅溶胶制壳工艺参数
                    各层制壳时间   背层制  节约
  风速     型 壳         2  3  4 封浆  壳 总  制壳
(m。s-1)              层 层 层 层   时 间  时间
 〈2     快干硅溶胶        5  7  8 20   40   14
  3-5    快干硅溶胶        3  4  4 12   23   17
  6-8    快干硅溶胶        2  2  3  4   12    9
       工艺条件:温度为22一24℃,湿度为58%一62%
按表3工艺制壳,型壳无回溶现象,型壳破损减少脱蜡后无回溶、裂纹;型壳浇注时无漏钢水现象;铸件合格。
分析表3可知:
  (1)在一定风速下,银东快干硅溶胶制壳比普通硅溶胶制壳节省干燥时间近50%;
  (2)在降低湿度,保证风速的条件下还可进一步缩短制壳干燥时间;
  (3)采用银东快干硅溶胶在风速为6一8 m/s 的条件下,12一14 h内可完成背层制壳全过程。
2.3 型壳强度
  银东快干硅溶胶制壳厚度同普通硅溶胶型壳,在生产过程中测试的型壳常温、高温、残留强度见 表4,浇注后的振壳时间对比见表5.
    表4        型壳强度比较   MPa
            常温强度 高温强度 残留强度
普通硅溶胶        4.87   9.93   5.98
快干硅溶胶        5.32   9.85   4.43

  注:随机取样。同条件下测试
    由表4,以银东快干硅溶胶制壳,常温强度比普通硅溶胶型壳高,高温强度相当,残留强度大幅降低。可极大地改善硅溶胶型壳清砂难的问题。
3 生产中银东快干硅溶胶的效果
   因银东快干硅溶胶各项性能优良,根据公司美华公司订单的需要,现已全部铸件生产采用快干硅溶胶制壳,全面替代普通硅溶胶。
4银东快干硅溶胶的成本
   银东快干硅溶胶制壳工序成本稍有增加,但因制壳周期大大缩短而增加了出货量,使工序单价下降,工序总体成本还是下降。同时, 银东快干硅溶胶型壳有良好的溃散性,易清砂,也给后工序振壳、碱爆减少了工作量,节省了成本。
5 结论
  (1)银东快干硅溶胶型壳比普通硅溶胶型壳常温强度高、高温强度相当、残留强度低得多;而且溃散性好。
  (2)在同等工艺条件下,银东快干硅溶胶型壳比普通硅溶胶型壳干燥速度约快50%.
  (3)银东快干硅溶胶的应用可有效地节约成本。
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