精铸硅溶胶型壳质量的生产现场控制

1、精铸硅溶胶型壳质量的生产现场控制 精铸硅溶胶型壳质量的生产现场控制 籍君豪 I 前言 众所周知精铸件生产过程中，型壳质量的高低直接影响到铸件质量的优劣。统计表明约有60 70的铸件返修品和I废品是因型壳质量不良而产生。例如常见的铸件表面缺陷：砂孔、麻点、流纹、 飞翅、钢豆、分层、变形、浇不足、皂化物夹杂等。 国内外高质量的精铸件无一不是靠优质原辅材料和各道生产二L：序严格的质量监控而获得的。其 中型壳生产全过程的质量现场管理和控制是关键。以涂料二l二艺性能为例，美国铸造协会(ICI)就 规定：“要定时测定和控制硅溶胶耐火涂料的粘度、密度、涂层重、胶凝倾向、PH值及表面的外观”。 我国至今大部分

2、精铸厂仍只限于测定涂料“粘度”一个T：艺参数。对型壳质量至关重要的原辅 材料，如硅溶胶、锆英砂粉、莫来石砂粉等往往只按供应商的“质保粥”取用，缺乏有效的复验手 段。制壳生产的其他I：序：涂料的配制、模组的浸涂、撒砂干燥、脱蜡焙壳等均无严格、有效的质 量控制方法和手段。制壳工序质量的失控，往往使生产处于“无法可依、有法不依、执法不严”的 状态。这正是长期以来我国精铸件一次合格率低，返修率高，铸件质量波动大的主要原因。 如何采用有效，简便，实用的手段和方法对型壳原辅材料，涂料工艺性能和制壳生产全过程进 行质量管理和监控以达到稳定和提高我国精铸件质量水平的目的，这就是本文要探讨的课题。 II 型壳质

3、量控制的内容和方法 型壳生产现场质量控制内容主要有三方面： 1原辅材料的质量控制 2涂料：L：艺性能的质量控制 3型壳生产过程的质量控制 一、原辅材料的质量控制 包括粘结剂(硅溶胶)耐火材料(砂、粉)和涂料添加剂(润湿剂和消泡剂)。 (A)硅溶胶溶液： 硅溶胶作为型壳粘结剂，它的物化参数对涂料和型壳性能有着重要的影响。在生产现场以 下参数必须测定和控制： 1、二氧化硅(Si0。)含量它直接影响到型壳的强度，目前国内常用的普通硅溶胶其 计来控制。 3) 表一 Si02=30±1时，Y=121±001(gcm m3) 115 116 119 120 121 122 127 13

4、l 硅溶胶密度(gc Si02 24 25 28 29 30 3l 35 40 2、PH值酸碱度PH影响到硅溶胶和涂料的稳定性。PH值也反映了硅溶胶中氧化钠的含 量。 (1)PH值可用PH精密试纸，按JB40071999标准测定。 (2)Na02值：可按HB5346一1986标准，用O1m01盐酸标准溶液测定。 3、粘度国产硅溶胶的运动粘度应不大于8×10m ms范围内合格。 一210一 2值。 生产现场可用2#詹氏杯(44ml，孔径198)。测定砖溶胶的条件粘度T1 4、胶凝性能这是硅溶胶最重要的性能之一，硅溶胶常因存放时间过K(超过一年)和 温度过高(高于40)导致Si02粒子集

5、合长大，沉淀。或因密封不当，暴露于空气中，Sioz的硅 烷醇基脱水，使硅氧网联成网状结构的胶凝使硅溶胶“胶凝”、“老化”。常造成型壳强度急剧降低。 这是型壳开裂、变形、分层、漏钢的主要内因，同时也会恶化铸件表面质量，造成批量的废品。 可用以下两种方法测定硅溶胶的胶凝性能： 烘箱中保温24小时与“标准”样品比较粘度。生产现场建议采用2#詹氏杯测条件粘度进行比较。 粘度高于“标准”样品(指各项指标均符合要求的硅溶胶)超过20时可判断其胶凝性能不合格。 (2)使用“标准”锆英粉，(即本厂生产正在使用的物化参数及粒度，松装密度均合格的锆粉料)。 与“标准”硅溶胶按粉液比n=30配制成“标准”涂料，测其

6、粘度r1o。将待测硅溶胶与“标准” rl 锆粉也按n=30粉液比配成涂料。测其粘度值n与r1o对比当rlr1o时合格，r1 12o时则说 明该硅溶胶胶凝性能不合格。生产中在每批锆粉，硅溶胶测定物化性能合格后，应取一定量(一包 约25Kg锆粉，一桶约25Kg硅溶胶)留样做“标准”粉和硅溶胶，川做配制“标准涂料”及复检各 批进厂粉及硅溶胶用。 (B)涂料添加剂： 1、润湿剂： 为提高和改善涂料在蜡模表面的润湿性(涂挂性)常在锆粉涂料中加入非离子型或阴离子型表 面活性剂。 (1)、有效成分(浓度)测定： 使用2#杯测定外购润湿剂粘度与“标准”样品粘度进行对比来确定。“标准”样品是符合 110的JFC

7、。(建议以上海助剂厂生产的JFC为“标准”样品)。 (2)润湿效果测定： 可在“标准”涂料中加入占硅溶胶质量O3的润湿剂(先加入到硅溶胶中，再加粉配制涂料) 充分搅拌后用“60×60×2铝片”(图一)测定涂料的润湿程度。要求100铝片面积上，均被涂料 均匀润湿，无铝片表面显露在外。 铝扳锐边倒钝t图一) 2、消泡剂： 在“标准”涂料中加入I：I硅溶胶质量01的消泡剂，充分搅拌。观察涂料表面气泡含量多少， 判别其消泡能力。若仍有少量气泡，可再加入01(最多加入03)直至其气泡不再存在。 其消泡能力依次判断为100、50、33，低于50为不合格。 一2lhI。一 (C) 耐火材

8、料： 指型壳面层用的锆英砂粉及背层用的莫米石砂粉。生产上必须控制检测的项目有：l、砂粉粒 度2、砂粉的粒度分布(级配)3、砂粉的主要化学成分及另￥质含量。4、砂料中的灰份含量。5、莫 来石砂粉的煅烧程度。 1、砂粉的粒度反映了砂粉料的粒径大小。面层涂料中锆粉粒度粗细，直接影响到型壳及 会有蚁孔出现)。粉料过细如，细于800目=0025，含量过多。因其杂质含量较高，耐火度降低， 型壳透气性恶化。背层粉料粒度应兼顾强度及透气性，一般莫来石粉不宜细于270目，也不应粗于 生产中可参考。必须指出，国内极少有专供精铸行业用的锆英砂粉，无论是国外(原包装)进口。 散，而其他行业要求越集中越好，这与使用要求

9、不同有关。砂料粒度的测定应用标准筛进行。按 莫来石砂呈尖角形，经常损坏筛网，生产现场可采用与标准粒度样品对比，目视判定是否合格。粉 规定时间(15分钟)内通过筛孔。因细粉较难分离，建议用小术刷，(鬃刷或尼龙毛刷)两个放于 筛网上，可促进经烘干的粉料顺利通过325目的孔，提高测定准确性。有条件时可采用FwL型微细 粉测定仪等精确测量粉料粒度要求见表二。 表二精铸型壳用砂粉料粒度要求(推荐值) 名称筛号 前筛 主筛 后筛 使用处 锆 牌 270# 325# 口 325# 底盘 面层或过渡 英 1了 (0053mm)(0045mm) 层型壳涂料用 粉 筛上余留量 5O 1015 8090 莫 牌 1

10、50# 200# 270# 过渡层或 200# 来 号 (01mm) (O075mm)(0053mm) 背层型壳 粉 筛上余留量 5O 2030 2030 涂料用 锆 牌 80# 100# 120# 100200# 面层型壳撒砂用 英 号 (018mm)(O15mm)(0125mm) 砂 筛上余留量 10 2050 加主筛 90 过150#20(灰份) 牌 40# 60# 80# 过渡层型壳撒 60抖80抖 号 (0425mm)(O2mm) (0018mm) 砂用 筛上余留量 20 85 加主筛 95 过150#10(灰份) 牌 20# 30# 60# 口 30#60# 第三层型壳撒砂用 可 (O850mm)(O6mm) (02mm) 筛上余留量 20 85 加主筛 95 过150并O5(灰份) 莫 牌 12# 16# 30# 第四五层 来 16#30# 号 (17mm) (06mm) 型壳