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水玻璃型壳的生产工艺及质量控制目录.前言.我国水玻璃型壳的发展简史.水玻璃型壳的基本知识一 水玻璃的基本知识。1 制法。2 标准。3 性质4 性能参数及相互关系二耐火材料(砂、粉)A种类：1石英2电熔刚玉3铝硅系耐火料B耐火料的合理选用三硬化剂A种类：1氯化铵 2氯化铝 3氯化镁B硬化剂的合理选用四辅助材料1润湿剂2消泡剂.水玻璃型壳的质量控制一原辅材料的质量控制1水玻璃2耐火料3硬化剂4辅助材料二涂料质量的控制1涂料的工艺性能及控制方法2涂料性能间的关系3涂料的工艺参数4涂料配制的合理方法三硬化剂的质量控制1氯化铵溶液及结晶氧化铝溶液的配制2硬化剂的工艺参数调整四制壳过程的质量控制1生产环境温度、相对湿度2风干、自干过程.水玻璃型壳的典型工艺一典型工艺参数二典型工艺案例.水玻璃型壳质量的稳定和提高一 质量现状及存在问题二 稳定型壳质量的措施三 提高型壳质量的方向水玻璃型壳的生产工艺及质量控制前言水玻璃型壳是熔模铸造生产精铸件的“铸型”中的一种。按使用的粘结剂分类，型壳主要有三种，即水玻璃、硅溶胶和硅酸乙脂型壳。此外，尚有这三种粘结剂配合应用的“复合型壳”，如面层和背层型壳分别采用硅溶胶水玻璃、硅溶胶硅酸乙脂和硅酸乙酯水玻璃等工艺。目前在全球精铸件生产中只有极少数国家应用水玻璃型壳，但在我国则已有五十多年的生产历史，至今仍是我国精铸业的一支不可或缺的主力军。生产厂家有近2000家，占我国精铸工厂数的80%，其总产值则占42%。经过一代人的不懈努力，我国水玻璃型壳工艺已日趋成熟，半个世纪来，在我国商业铸精件生产中作出了很大贡献，一部分还外贸出口，取代了部分砂型铸造产品。总之，水玻璃型壳工艺是典型的具有中国特色的精铸件生产工艺方法。与其它两种型壳相比，虽然铸件表面质量、尺寸精度等方面有一定差距，但它的许多优点：生产成本低、周期短、性价比高等至今仍是其他两种型壳难以超越的优势，故在精铸件市场中仍占有重要的席位。努力稳定和提高铸件质量，降低废品率和返修率，减少生产中对环境的污染和对工人健康的危害是我国水玻璃型壳精铸件生产厂家和工程技术人员当前最主要的任务。我国水玻璃型壳工艺的发展简史1957年至2010年五十三年间，我国精铸业经历了三个重要发展阶段：19571990年三十三年间主要以水玻璃型壳为主，仅有少量的工厂采用硅酸乙脂、硅溶胶型壳工艺。19902010年这二十年引进了硅溶胶型壳，同时水玻璃型壳工艺也有了很大发展，推广了具有中国特色的“复合型壳”工艺。水玻璃型壳工艺在我国发展的历程简要归纳如下：11953年中科院机电所从前苏联引进了水玻璃制壳工艺，对低温蜡(石蜡硬脂酸)水玻璃型壳工艺进行了试验，1957年开始在我国推广。21958年至60年代末，我国水玻璃型壳已在许多工厂中应用生产各类商业铸件：洛阳第一拖拉机厂、长春第一汽车厂、无锡油泵油嘴、上海柴油机厂、第七纺织机械厂、仪表铸锻厂、沈阳第一机床厂、风动工具厂、浙江(宁波)鄞县等许多精铸厂，有不少工厂采用了半自动化生产流水线，浸涂料、撒砂、硬化，风干均由爬坡式或单臂式机械手完成，工艺水平、生产效率达到了相当水平。31972年北京永定机械厂、清华大学等在加固层涂料中采用了高岭石硬质粘土或铝矾土熟料代替了原单一的石英粉(砂)，使型壳强度大幅度提高，达到了型壳不填砂浇注的水平，高强度型壳开始推广。41973年是铸研所应用表面活性剂(农乳130)在涂料和硬化剂中加入，降低了涂料和硬化水的表面张力，加快了型壳硬化速度，也使面层涂料层涂挂性、流动性大大提高，取消了蜡模组脱脂工艺(原须浸入中性皂液中去油脱脂)。51975年精华大学进行了聚合氯化铝硬化剂的研究，以取代挥发性大、刺激性强的氯化铵硬化剂，同时使型壳高温强度提高了一倍多。1979年全国太仓精铸经验交流会后开始推广“结晶氯化铝”代替聚合氯化铝硬化剂。1980年在无锡召开了生产现场会议，推广了这一硬化剂。铝矾土结晶氯化铝制背层壳的高强度型壳得到推广应用。61984年浙江包彦堃教授提出了面层涂料用石英粉采用“双峰”型粒度级配(粗细粒径分散)，大大提高了面层涂料的粉液比由1.01.10提高到1.31.5，改善了涂层致密性，提高了铸件表面质量，减少了表面缺陷。7自1995年起开始推广硅溶胶水玻璃复合型壳，主要用于浇注不锈钢耐热钢铸件。面层(13层)用硅溶胶，背层仍用水玻璃型壳工艺，改善了铸件表面质量，缩短了全硅溶胶生产周期，结合了两种型壳优点，取长补短，获得了推广应用。8改革开放三十年来，我国水玻璃型壳生产的精铸件除满足国内市场需求，还出口国外市场，取代了一部分小而复杂的砂型铸件如导流壳、水泵叶轮、各类阀门件等取得了很大成绩。水玻璃型壳的基本知识型壳由粘结剂、耐火料(砂、粉)组成。水玻璃型壳是采用“水玻璃”作粘结剂，与耐火粉料配制成涂料，涂敷于蜡料表面，并经撒砂及硬化剂硬化风干，形成一层有一定湿强度的型壳，反复浸涂、撒砂、硬化、风干工序后制成多层型壳，再经热水中脱蜡、风干、高温焙烧制成可浇注的型壳组，用于浇注各类合金，制成铸件，再经多道后处理工序获得精铸件成品。型壳质量决定了铸件质量，据统计，铸件表面缺陷中有6070%与型壳质量有关，可见型壳是获得优质铸件的基础。一水玻璃的基本知识1制法：水玻璃又称“泡化碱”。用作精铸型壳的大部分是用“纯碱法”生产的钠水玻璃。将工业碳酸钠(纯碱Na2CO3)与硅砂均匀混合，加入反射炉内加热、熔融，在炉温13501400下两者在高温下反应生成硅酸钠，熔融状态下的硅酸钠(Na2O、msiO2)出炉后流入冷水池中得到固体水玻璃，将其溶于沸水中制成水玻璃溶液。13501400Na2CO3+msiO2-Na2O.msiO2+CO2Na2O.msiO2+H2O-Na2O.msiO2.nH2O2标准：据GB/T42091996(工业硅酸钠)标准，用于熔模铸造用水玻璃应为液2型号中的一等品或优等品(表一)表一：精铸用液体硅酸钠(水玻璃)型号级别模数(M)Na2O%SiO2%密度(20)(g/cm3)铁(Fe%)水不溶物(%)液-2一等品或优等品3.1-3.48.2261.3681.3940.050.43性质：水玻璃基本组成是硅酸钠的水溶液。它不是单一的化合物，而是由不同比例的SiO2和Na2O组成的多种硅酸钠的混合物，分子式用化学通式Na2O.mSiO2.nH2O表示。它是一种以硅酸盐离子为主，以胶体粒子为辅的溶液，其以胶体形态存在的SiO2不超过25%(一般在1425%)，是一种有双重性质的分散体系，它是非典型的胶体溶液(硅溶胶则是典型的胶体溶液)。性能参数：a模数(M)M是水玻璃中SiO2和Na2O的摩尔数之比。也可直接用SiO2与Na2O的重量百分比来表示。SiO2 SiO2%/SiO2原子量 SiO2% 62 SiO2%M(摩尔数)-=-1.032 Na2O Na2O%/Na2O原子量 Na2O% 60.06 Na2O%常用水玻璃M3.03.4最合适。b浓度与密度()浓度是指水玻璃中Na2O.mSiO2在溶液中含量可以近似地用密度来表示。精铸生产用1.281.34，生产中可用比重计(g/cm3)测量,(量程1.02.0g/cm3)。c粘度()水玻璃粘度液由M、和杂质含量及温度决定。可以用旋转粘度计测水玻璃的动力粘度(10-3Pa.S)，生产中可用流杯式粘度计(100ml，孔径2.50.02mm)测其条件粘度。水玻璃粘度直接影响涂料粘度。水玻璃中若已知M(模数)、(密度)、Na2O%(氧化钠)，SiO%(二氧化硅)值中的两个(一般、Na2O容易测定)可由表查出另两个值(如M、SiO2)。加水可降低水玻璃密度，但其M值不会改变，因SiO2、Na2O含量相应降低。性能参数间关系：水玻璃M、a)M提高，增大(相同时)(图一)b)提高，增大(t相同时)(图二)c)t提高，降低(M相同时)(图三)化学性能：水玻璃是强碱弱酸组成的可溶性盐，故其溶液水解后呈碱性，pH在11.513之间，它能同酸、酸性氧化物和酸性盐发生置换反应而析出硅凝胶。Na2OmSiO2 nH2O+2HCl=mSiO2 (n-1)H2O+2NaClNa2OmSiO2 nH2O+CO2mSiO2nH2O+Na2CO3Na2OmSiO2nH2O+2NH4Cl=mSiO2 (n-1)H2O+2NaCl+2NH32H203(Na2OmSiO2nH2O)+2AlCl33msiO2(n-1)H2O+2Al(OH)3+6NaCl水玻璃也可与磷酸(H3PO4)、硫酸(HCSO4)和硝酸(HNO3)等无机酸发生反应析出硅凝胶。不溶于水的酸如硬脂酸不与水玻璃反应。外观：纯净水玻璃为无色透明、粘滞性溶液。含有杂质时呈青色或淡黄色，冰点在-2-11之间。二耐火料(砂、粉)：a种类：水玻璃型壳最常用的耐火材料有以下几种(砂、粉料)：石英石，电熔刚玉，铝硅系耐火料。(一)石英石：精铸用水玻璃型壳的石英(SiO2)主要是人造石英、是将天然石英矿石经机械粉碎，筛分、水流沉降后而获得的石英砂(粉)是价格低廉、来源丰富的制壳耐火料。1石英加热后的变化。石英的基本结构是硅氧四面体，Si原子在中间，四个氧原子在四个顶端由于硅氧四面体在空间连接有多种差异，出现一系列同质异质晶变体，形态、物理性质也不同，有七个基本晶型变体、石英，、鳞石英、方石英、方石英和非晶型变体石英玻璃。常温时石英大多是低温型的石英，加热到573时，就转变为石英，发生体积膨胀，增大0.82%(线膨胀率1.4%)。石英在573870之间是稳定的，在8701470范围内石英变为鳞石英，体积增大16%，在14701713间。鳞石英变为方石英体积增大4.7%，温度大于1713后成为熔体，快冷就得到石英玻璃(熔融石英)。正由于石英转变时体积会增大0.8%(547)，线收缩率1.4%，对型壳稳定性有较大影响，870-1470之间虽加热时间短，转变不完全，但毕竟对型壳高温强度及尺寸有一定影响。石英最大的缺点是：加热时由于晶体相变引起型壳体积变化大，故它的型壳强度只及铝硅系材料的1/10。石英水玻璃型壳高温焙烧一般不能超过850，就因在870就开始有鳞石英的转变，体积膨胀，易开裂。2石英的化学成分：CICBA标准规定，用于精铸的石英石化学成分应符合表表二级别化学成分%SiO2(不小于)有害杂质含量(不大于)K2ONa2OCaO+MgOFe2O3精制砂粉98100101普通砂粉97150202上述规定应用于碳钢、低合金钢、有色金属、铸铁、精铸件型壳是合理的，因其浇注温度一般较低(低于1550)。若用于高合金钢(不锈钢、耐热钢等)由于其浇注温度常在1580-1700之间，表二规定的杂质含量仍偏高，耐火度常在1650-1700以下，常会在铸件表面产生粘砂现象，恶化铸件表面质量。建议采用高纯度的硅微粉及较高纯度的石英砂作水玻璃型壳表面层涂料及撒砂，加之硅微粉采用“双峰级配”可使水玻璃涂料的粉液比大大提高，由原=1.05-1.1提高到=1.3-1.4。这种石英粉砂料可用于水玻璃表面层涂料和撒砂，其耐火度可达到1700。由于高粉液比涂料致密度高，耐火度高，因而可浇注高合钢的中小件(5kg以下件)。高纯度结晶硅微粉及高纯石英砂技术要求表三项目类别SiO2%Fe2O3%水分%粒度(目)粉液比(n)含粉量(%)使用处结晶硅微粉99.50.030.1300（过300目筛85%270目上5%)1.3-1.4/表面层涂料高纯石英砂990.050.350/100目过200目筛(0.075)10-50kg)仍以铝矾土砂粉为宜。涂料的粘度稳定、流动性好、覆盖性适中、型壳总厚度薄，易于高焙时烧透，常低温强度均高，已成为主流工艺。水玻璃型壳质量不稳定的重要原因是为了降低成本，选用了劣质或未经确认成分的耐火砂、粉料，如建筑用石英砂(SiO295%)。废陶瓷、地砖、砂粉、杂质，FeO含量高的颗粒砂、粉(废耐火砖料)。这一直是我国水玻璃型壳铸件质量波动大返修率、废品率高的主要原因之一。3水玻璃型壳用耐火料汇总石英SiO2(98%)面层 刚玉Al2O3(98%)铝矾土Al2O3(85%)软质 生料：未经煅烧 (Al2O3) 轻烧料：经800-900煅烧 耐火粘土 25-30% 硬质 高岭石类：高岭石95%，水铝石5% (Al2O3)背层铝硅系 35-48% 熟料1300-1400煅烧 耐火料 煤矸石类 (AL2O3-SiO2) 铝矾土(Al2O3) 45-80% 水铝石：8-85% 高岭石：88-9% 其他：匣钵、陶瓷、耐火砖废料等(铝矾土、耐火粘土混合料及陶瓷废料)三硬化剂水玻璃型壳须经硬化反应才能使水玻璃粘结剂中的硅酸胶凝形成具有一定常温、高温强度的型壳。硬化成为制备型壳的必不可少的工序。目前硬化剂主要有三种：氯化铵、氯化铝和氯化镁。A 种类氯化铵(NH4Cl)，按GB2946-82规定工业用氯化铵指标为NH4Cl99%，=1.53g/cm3(农业用NH4Cl95%,NaCl=2%)，在332时分解为氨NH3和HCl，水溶液虽弱酸性，在水中溶解度为23-31.4%(0-40)(每100g水溶液中无水NH4Cl的系数)。20时，浓度为18-26%的NH4Cl水溶液=1.05-1.07g/cm3)，粘度0.4-0.510-3Pa.s(比水小得多)。表面张力与水接近，PH=5-6(浓度20-21%时)，使用后的氯化铵硬化剂NH4Cl浓度降低，NaCl含量增高，PH=7-8较稳定。氯化铵硬化剂的优缺点：优点：扩散硬化速度快，制壳周期短，型壳及铸件表面质量较好(比另两种硬化剂)，残低，脱壳性好。缺点：高温强度差(比另两种硬化剂)，硬化时溢出氨气(NH3)污染空气，劳动条件差，设备气体腐蚀快，对人体有害，刺激性大。氯化铝：1是强酸(HCl)和弱碱Al(OH)3形成的盐，易溶解于水，水溶液呈酸性。结晶氯化铝AlCl3.6H2O浓度为30-33%的水溶液PH=1.4-1.7，性质接近于真溶液。2氯化铝溶液基本性能有四项：Al2O3%(含量)，密度(g/cm3)，PH值及B碱化度(%)aAl2O3%为氯化铝的有效成分：Al2O3来控制浓度，Al2O3=6.5-7%，相当于AlCl3.6H2O=30.8-33.2%。生产中测定水溶液中的AlCl3.6H2O=30.8-33.2%b密度与Al2O3有一定正比关系，但不准确(杂质含量及B%值有影响)，一般=1.16-1.17g/cm3时其Al2O=6.5-7.0%(B10%)。cPH值，结晶氯化铝水溶液浓度越高PH值越低。表九AlCl3.6H2PH30%1.933%1.4d碱化度(盐基度)是氯化铝分子中羟基(OH)数量的指标 OH OHOH当量数=-100% AL ALAL当量数结晶氯化铝的B10%(聚合氯化铝50%)。3几种硬化剂性能比较：型壳强度对比：(5层型壳，耐火料相同)表十型壳硬强度化剂常温抗拉常:kg/cm3高温抗拉高:kg/cm3(900)结晶氯化铝12.57.58氯化铵10.43.76氯化镁10.64.27结晶氯化铝常高出16%，高比其余二者高近一倍。氯化铵硬化反应时溢出大量氨气(NH3)刺激人的呼吸道危害健康，与水成NH4(OH)对设备尤其是钢材腐蚀严重，型壳强度仅为氯化铝的50%，但其渗透性好(粘度低)，型壳及铸件表面粗糙度比另两种低。氯化镁是盐场副产品，杂质含量大，易使型壳分层、起皮、高温强度偏低，水溶液粘度大，渗透性差，成本低廉，少数工厂应用，质量控制困难，消耗大。结晶氯化铝已成硬化剂的主流。尤其是背层壳硬化已有95%以上的工厂应用。而面层仍有近50%以上工厂用氯化铵，表面质量易控制，缺陷少。氯化铵水溶液长期使用NH(OH)3提高，硬化效果差每年要更换。氯化铝可长期使用。3年中(40万组)变化很小(表十一)。结晶氯化铝性能变化值表十一性能种类Al2O3%(密度)(g/cm3)PH碱化度B%粘度(103.Pas)NaCl%新配溶液6.361.161.41.353.10.38硬化40万组(三年)后6.261.171.98.83.30.98B硬化剂的合理选用：1综上分析，对于面层型壳虽然用氯化铵硬化剂仍有许多优点，如面层型壳粗糙度低(铸件表面光洁，缺陷少不易分层)，但由于NH3对环境和人体的危害大，已逐步被禁用，迟早要淘汰，应改用结晶氯化铝。2结晶氯化铝有诸多优势：型壳强度高，是高强度型壳的基础，硬化液消耗少，便于控制成分，可长期使用，虽其渗透硬化效果不如氯化铵，但只要提高涂料的粉液比，在一定流动性条件下，保证一定的涂层厚度(覆盖性)就能获得高强度，面层只要在硬化后干燥时及时压力冲水再加浸水去尽表面粘附的氯化铝残液，表面层也可以使用结晶氯化铝。不少工厂实践证明了这一点。3聚合氯化铝由于粘滞系数大，硬化渗透能力差，杂质含量高目前已退出市场。氯化镁高温强低，消耗大，综合成本稍低。湿性大，不易干燥，Mg(OH)2溶解度小，使Mg有效成分减少要经常补加。总之，以结晶氯化铵硬化剂为主流，已是行业共识。四辅助材料：(一)表面活性剂的应用：1JFC的基本性质。其主要性能有以下几种：润湿性、渗透性、分散性，起泡性，乳化性，去污性，增溶性，对纤维的柔软性，抗静电性和杀菌性、防锈性等，常应于纺织印染等行业。2其分子由含两种性质相反的原子基因组成，一种是极性亲水基因，另一种是非极性，亲油(疏水)基因，两种基因处于同一分子的两端形成非对称结构。如非离子型表面活性剂JFC(聚氧乙烯烷基醇醚)3精铸中的应用：加入表面层涂料中：降低涂料表面张力，增加对熔模(蜡料)表面的润湿性，改善涂料的涂挂性和覆盖性，提高分散性、均匀性，降低凝聚倾向，用量0.05-0.3%，(占粘结剂重量)。水玻璃(涂料)中加入JFC可降低其表面张力，由原60/(10-5N/cm)降为37，同时使蜡模料(石蜡-硬脂酸)与水玻璃润湿角由69(度)降为54(度)。除JFC外还有OP润湿剂(聚氧乙烯烷基苯酚醚)，如OP10，OP7，TX-10，农乳100，130等均属非离子型表面活性剂。在用结晶氯化铝硬化剂时背层涂料中也可加0.1%JFC。硬化剂中尤其是结晶氯化铝中加入0.05-0.1%的(占硬化水溶液)可扩散能力，加快硬化速度，提高硬化剂对涂层的渗透能力。(二)消泡剂：JFC的加入会增加涂料及硬化剂中的气泡，尤其是在涂料搅拌，模组浸入后气泡更多，“铁豆”常会使铸件产生缺陷。故在加入JFC同时，涂料或硬化剂中均要加入0.05-0.1%消泡剂。1醇系消泡剂(正辛醇等)，虽有破泡作用，但消泡时间短暂，不能连续性消泡，在水溶液中均匀溶解后就失去消泡作用，溶液(涂料、硬化剂)再次搅动后气泡又重新产生，这是属破泡剂，目前应用较少。2有机硅树脂(硅酮)系消泡剂(甲基硅油及其乳化液)，是一种持续性消泡剂，也有称抑泡剂，再次搅和不会再出现气泡。价格为正常醇的1/3，用量一般为0.05-0.1%(占粘结剂质量)硬化剂中也可加入0.05%，以防止气泡阻碍硬化剂渗透涂层。市场中已精铸生产专用的乳化的甲基硅油类消泡剂效果更好。 水玻璃型壳的质量控制要保证型壳质量，必须在以下四方面控制质量：1主要原辅材料质量控制。包括水玻璃(粘结剂)耐火材料、硬化剂、辅助材料等。2涂料的质量控制。包括涂料工艺性能，工艺参数及配制方法的控制，尤其是面层涂料的“老化”的控制更应重视。3硬化剂的质量控制。包括工艺参数的生产现场测试和调整硬化剂溶液的配制。4制壳过程。生产环境，风干速度，温度，相对湿度等工艺参数的调整和控制。一原辅材料的质量控制：1要合理选用，定点采购，严格把关，及时复验主要原辅料的关键项目指标。批量进货时除要供方提供制质保书外，还要进行复验查实，供货困难则要依规定办理材料代用手续在一定期限内，有条件地临时代用。必须制定工厂文件，即“原辅材料技术条件及消耗定额”，制定供料库存安全期限，防止库存过多，积压资金，避免断货停产事故。优质、稳定的原辅材料是型壳、铸件质量的保证，也是必要条件之一。“巧妇难煮无米之炊”。表十二水玻璃型壳原辅料质量控制(复验)方法及指标材料项目单位测试方法控制(复验)指标水玻璃Na2O%按GB/T4209-1996标准氧化钠Na2O8.2%(密度)g/cm3用液体密度计(同上标准)(20)1.368-1.3942.5(粘度)秒用100ml, 2.50.02孔流环2.5=润湿剂有效成分秒用2.5流杯测粘度2.5=润湿效果%用4040蜡片浸标准涂料蜡片润湿面积100%消泡剂消泡效果%标准涂料中加0.05%(占水玻璃重)消泡剂，用40605mm蜡片测蜡片表面涂层中无汽泡石英粉砂粒度目砂、粉均用标准筛(ZBJ31004-88)过筛面层粉300目，背层粉200目面层砂50/100目，背层砂40/70及20/40粒度级配n用标准涂料测定其一定粘度值(40秒-面层，25秒-背层)表面层涂料n=1-1.4化学成分%按GB7143-86测SiO2%,Fe2O3SiO299.5%,Fe2O30.03%,FeO(游离铁)0.01%(表面层砂粉)。SiO298%,Fe2O30.1%(背层砂粉)含粉量(砂)%用标准筛过筛面层：过200目0.3%背层：过140目0.3%高岭石粉砂粒度目同石英粉、砂同石英粉、砂(背层)粒度级配n背层涂料n按表选用化学成分%按GB6900.1-6900.11-86测定FeO按JB/T6570-2007Al2O340-60%,Fe2O31.2%,FeO(游离铁)0.3%含粉量(砂)%用标准筛过筛过140目筛0.3%铝矾土粉砂粒度目同石英粉、砂同石英粉、砂粒度级配n背层涂料n=1.41.8化学成分%同高岭石面层粉(砂)Al2O380%,Fe2O31.5%背层粉(砂)Al2O370%,Fe2O31.5%含粉量(砂)%用标准筛过筛面层砂过200目0.5%,背层砂过140目0.3%白刚玉粉砂粒度目同石英粉、砂面层粉300目，过渡层40/70目面层砂50/100目粒度级配n面层涂料n=1.7-2.1化学成分%按GB/T3044-89标准Al2O398.5%,Fe2O30.1%含粉量(砂)%用标准筛过筛面层过200目95%游离酸HCl%(以HCl计)0.05%外观目视白色或浅黄色晶体二涂料的质量控制涂料在很大程度上决定了型壳的质量，例如表面层涂料质量对铸件的表面质量有直接的影响，若面层涂料的粉料耐火度低，则极易在高温钢液浇入后铸件表面粘砂，除壳困难表面粗糙。涂料流动性差，则易堆积流平性差，局部硬化不透，易产生分层起夹，覆盖性差，小易出毛刺(型壳蚁孔所致)，粉液比低致密性差，型壳和铸件表面毛刺丛生，返修率、废品率大大提高，背层涂料直接影响到型壳的强度。总之，涂料质量的现场控制极为重要，质量控制的内容主要有：1 表层涂料的“老化”现象的预防和解决。2涂料综合性能的保证：(流动性)，(覆盖性)，n(致密性)，均匀性和稳定性。3涂料配制的正确方法：(一)涂料的工艺性能及控制方法：涂料工艺性能有五项，其定义为：1流动性涂料在蜡模组上流动的能力大小及其流平性高低。2覆盖性涂料层涂挂(覆盖)能力的大小及涂层在一定时间内的平均厚薄值。3致密性一定流动性前提下，涂料的粉液比n大小(即粉料间空隙的大小)。4均匀性涂料层均匀程度及杂质含量。5稳定性涂料的胶凝(老化)程度或使用寿命(保证其他性能的稳定前提下)。我国精铸行业早在1985年就已颁布了适用于水玻璃涂料的“熔模铸造涂料试验方法”(JB400785)。但至今大多数工厂尚未贯彻和执行，仅仅在生产现场测定和调整涂料粘度值，其它性能极少控制。这正是我国水玻璃型壳铸件质量波动大、返修率、废品率高的主要原因之一。(二)涂料工艺性能之间的关系式：1 粉 -涂-粉 液n=- 粉-涂式中：n-粉液比。一定粘度值时涂料中粉料与粘结剂的质量比 粉粉料的真实密度g/cm3 液粘结剂(水玻璃)密度g/cm3 涂涂料密度g/cm3 涂粉2. 液=- 粉(n1)-n涂 n涂液3. 粉=- n液-涂+液 粉液(n+1)4. 涂=- 粉+n液公式均由公式推导而得 5G=S-涂 10 G 6=-10 S涂式中：G涂层质量(g) S涂层总面积(cm2) 涂片上涂层平均厚度(mm)7涂料性能测定方法：涂料密度测定用100ml容量瓶进行。涂片为40402(长宽高)不锈钢(304)钢片 JB4007-85“熔模铸造涂料试验方法”涂料粘度：标准流杯100ml，60.02孔径(JB4007-85)，用以测定涂料的流动性大小。涂料中Na2O%含量测定，按JB4007-85进行。涂料均匀性测定，按JB4007-85用110803mm玻璃片进行测试和对光观察。(三)涂料工艺性能的控制及调整：1涂料流动性能由涂料的粘度及其屈服值大小决定，后者可由涂片重G反映(也可直接用流动性测定仪测定其流动长度值JB4007-85)，生产中一般可由6及G共同确定。必须指出，仅仅6值不能全面反映水玻璃涂料在模组上的流动性大小，例如经水洗过筛烘干的石英粉，其虽100%通过300目，但由于10m-50m，其流杯粘度100秒时仍有较高之流动性，而含有约30%的小于10m的粒径的微粉涂料，屈服值高，G值高，其流动长度与粘度100秒相同时粘度仅为6=45秒。2水玻璃涂料主要工艺性能控制以下几项：涂料的粘度6及G值代表其流动性和流平性。G值代表其覆盖性(即涂层平均厚度及涂挂性)。n值代表致密性，n较高涂料粉粒周围水玻璃膜的平均厚度较大(在流动性相同的前提下才有意义)，n可由公式计算而得。均匀性用玻璃片测定，观察涂料均匀层洁净程度(有无蜡屑，粉粒等杂质)。涂料的Na2O%含量，它可反映水玻璃密度的变化。涂料密度涂，可真实反映出涂料的粉液比n及涂料“老化”的程度。总之，以上六项是水玻璃涂料生产现场质量控制的关键项目，至于测定的频数，可由涂料应用具体情况决定。例如粉液比n反映出涂料致密性，对于表面层涂料是极重要的工艺性能，它影响到型壳及铸件的表面质量(粗糙度及开裂倾向和缺陷产生倾向等)，对于背层就非重点控制内容。再如，涂料“老化”大部分出现在使用量少的表面层，由于层数少，涂料桶容积大，涂料存放时间长，在水分挥发，机械搅拌升温，粘结剂分子布朗运动加剧及空气CO2的硬化作用，长期存放后涂料会“老化”，其最明显的变化是涂增大(SiO2凝胶的析出，水分的减少)，同时，G值()增大，计算出的n值相应也变大，证明涂料已老化。3水玻璃涂料工艺性能的调整。涂料往往会因水分挥发，CO2硬化作用等其粘度会升高，首先应测定涂料Na2O值，若在规定范围内之上限证明是由于水分挥发造成值提高，应补加净水稀释粘度，加入少量水可大幅度降低涂料粘度，但Na2O%变化很少，若Na2O%值在下限则应及时补加水玻璃来降低粘度。水玻璃涂料尤其是面层涂料，若长期使用会逐步老化，其工艺性能各参数6，n，等会出现较大的变化，必须及时更换新涂料，老化涂料调整后可用于最后一层沾浆用。4涂料工艺性能参数的确定。表面层涂料：石英粉密度：粉=2.65g/cm3，涂片重G=1-2g水玻璃密度：液=1.28g/cm3，水玻璃M=3粉液比要求：n=1.1-1.4，涂料粘度6=30-50秒根据公式表十三表面层涂料工艺参数值(推荐)n(粉液比)1.001.051.101.151.201.251.301.351.40涂(涂料密度g/cm3)1.7261.7371.7551.7691.7831.7961.8091.8211.833(涂层平均厚mm)0.165-0.3290.164-0.3270.162-0.3240.161-0.3210.159-0.3190.158-0.3160.157-0.3140.156-0.3120.155-0.310n=1.10-1.40时，涂=1.76-1.83 g/cm3=0.16-0.33mm，G=1.0-2.0g白刚玉涂料计算方式同石英粉。背层涂料：水玻璃密度：液=1.33g/cm3涂片重G1=2.2-3.5g/cm3(粘土粉+石英粉各50%) G2=1.5-2.5g/cm3(高岭石粉) G3=2.0-3.0g/cm3(铝矾土)表十四背层涂料工艺参数值(推荐)(粉液比)1.051.11.21.31.41.51.61.71.8粉料沈阳粘土+石英粉(各50%)涂g/cm31.7791.793mm0.35-0.560.349-0.556高岭石粉涂g/cm31.7951.8211.845mm0.24-0.40.235-0.390.23-0.385铝矾土粉涂g/cm32.0412.0722.1022.1312.158mm0.28-0.4180.275-0.