特种铸造2第二章_熔模铸造

1、 熔模铸造的发展史可以追溯到4000年前，埃及、中国和印度是最早起源的国家。 曾侯乙尊盘发发展展概概况况发发展展概概况况发发展展概概况况发发展展概概况况 所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料（如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模（如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过硬型），在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过硬化形成整体型壳，熔掉模型，焙烧后浇入金属液而化形成整体型壳，熔掉模型，焙烧后浇入金属液而得到铸件。得到铸件。定义定义2.1 概述：熔模铸造的原理及特点2.1.1 原理：熔模铸造就是在蜡模

2、（也可用树脂模）表面涂覆多层耐火材料，待硬化干燥后，加热将蜡模熔化，而获得具有与蜡模形状相应形状的型壳，再经焙烧之后进行浇注而获得铸件的一种方法，故又称为失蜡铸造失蜡铸造（Lost Wax Casting）。 由于用这种方法获得的铸件具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度值，故又称为熔模精密铸造（Investment Casting）。概述 典型的熔模铸造产品 熔模铸造特别适合于生产尺寸精度要求高尺寸精度要求高，表面粗糙度值低，形状复杂形状复杂的铸件，合金材料不受限制。 典型的产品主要有：定向凝固和单晶铸件、整流器、汽轮机叶片、静叶片、热交换器等。发发展展概概况况概述发发展展概概况况2.1.2

3、熔模铸造的基本特点: 制壳时采用可熔化的一次模，因无需起模，故型壳为整体而无分型面无分型面，且型壳是由高温性能优良的耐火材料制成。2.1.3 熔模铸造的主要优点如下：(与其它铸造方法相比) （1）铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低，可以浇注形状复杂的铸件，一般精度可达CT57级，粗糙度可达Ra2.5-6.3m； GB/T6414-1986,CT5-7（2）可以铸造薄壁铸件以及重量很小的铸件,熔模铸件的最小壁厚可达0.5mm，重量可以小到几克；（3）可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件；（4）熔模铸件的外形和内腔形状几乎不受限制，可以制造出用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造

4、的形状复杂的零件，而且可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量、降低生产成本。（5）铸造合金的类型几乎没有限制，常用来铸造合金钢件、碳钢件和耐热合金铸件；（6）生产批量没有限制，可以从单件到成批大量生产。2.1.4.熔模铸造方法的缺点是：工艺复杂，生产周期长，不适用于生产轮廓尺寸很大的铸件。2.1.5 熔模铸造工艺过程 见图2-1。可用熔模铸造法生产的合金种类有：碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。2.2 熔模的制造 熔模是形成型腔的模型，它的尺寸精度直接影响到成形铸件的尺寸精度和表面质量。所

5、以为获得高质量的熔模，首先必须选择合适的熔模材料即模料。2.2.1 模料 模料性能的基本要求 对熔模模料性能的基本要求概括为：热物理性能：主要指有合适的熔化温度和凝凝固区间固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热耐热性性（软化点）和模料在液态时应无析出物析出物，固态时无相变相变；力学性能：主要有强度、硬度、塑性、柔韧性等。1. 工艺性能：主要有粘度（或流动性）、灰分、涂挂性等。 1） 熔化温度和凝固温度区间 模料熔化温度控制在5080之间，凝固温度区间则以610为宜。 2）热膨胀率和收缩率 模料的收缩率是是模料的重要性能指标之一，模料的热胀冷缩小，不仅可以提高熔模的尺寸精度，也可减少脱蜡时胀裂型

6、壳的可能性。模料的线收缩率一般应小于1.0%，好的模料线收缩率可达0.30.5%。 3）软化点：模料开始软化变形的温度。40。 耐热性是指温度升高时模料的抗软化变形的能力。模料的耐热性高，抗软化变形的能力强，模样的尺寸精度越高。 4）强度 熔模要有一定的强度，以保证在生产过程中不致损坏。模料的强度多用抗弯强度表示，其值一般不得低于2.0MPa，最好为5.08.0MPa。 5）硬度 为保持熔模的表面质量，模料应有足够得硬度，以防摩擦损伤。模料硬度通常以针入度表示。模料的针入度多在46度（1度0.1mm）。 6）流动性 为了完满充填压型型腔并清晰复制出棱角及精细部位，要求模料在压注时具有良好的流动

7、性，但模料流动性过高，注入型腔时容易形成紊流、飞溅，使熔模表面产生流线、气泡等缺陷，所以压注时模料的流动性要适当，不宜过高或过低。模料的流动性可通过温度和粘度控制，在90附近，模料粘度应为3.0X10-23.0X10-1Pa s。 7）涂挂性 模料的涂挂性直接影响型壳的表面质量，可以用熔模与粘结剂之间的接触角来衡量。 8）灰分 灰分是指模料经高温焙烧后的残灰。模料灰分含量高，经高温焙烧后残留于型壳中的灰分多，势必对铸件内部和表面质量产生不良影响。所以灰分也是模料重要的性能指标之一，应尽量降低模料的灰分含量。一般而言，模料的灰分应低于0.05%。2.2.2 2.2.2 模料的分类 随着熔模铸造工

8、艺的发展，模料的种类日益繁多，组成各不相同。1. 按组成模料的基体材料和性能的不同进行分类：可分为蜡基模料、树脂基模料、填料模料及水溶性模料等4类。2. 按模料熔点的高低将其分为高温、中温和低温模料。3类。2.2.2.1 蜡基模料 A .石蜡石蜡：饱和的固体碳氢化合物，：饱和的固体碳氢化合物，含有含有20个以上碳原子烷烃的混合物。个以上碳原子烷烃的混合物。分子通式：分子通式：CnH2n+2,式中式中n=20-30。晶态物质，冷却曲线有明显而确定晶态物质，冷却曲线有明显而确定的平台。耐热性较差，收缩率约为的平台。耐热性较差，收缩率约为0.61.5%。针入度针入度15度，硬度较度，硬度较低，因此配

9、以硬脂酸。化学性质稳低，因此配以硬脂酸。化学性质稳定，定，140以上分解以上分解碳化碳化。牌号：牌号：50，52,70.(熔模铸造用熔模铸造用58-64)，对应其熔点。，对应其熔点。N =30,熔点熔点70，即，即70度石蜡。度石蜡。 B .硬脂酸硬脂酸：固体的饱和羧酸（脂肪酸），分子式：固体的饱和羧酸（脂肪酸），分子式：C17H35COOH，提高熔模的表面强度和涂料的涂，提高熔模的表面强度和涂料的涂挂性（挂性（润湿能力润湿能力） 与石蜡互溶，强度高，熔点高，热稳定性好（与石蜡互溶，强度高，熔点高，热稳定性好（工工业用常含杂质油酸业用常含杂质油酸易氧化，降低稳定性易氧化，降低稳定性），），硬度

10、大硬度大 石蜡与硬脂酸配合使用石蜡与硬脂酸配合使用 石蜡含量增加，强度增高，热稳定性下降石蜡含量增加，强度增高，热稳定性下降 硬脂酸含量增加，软化点、流动性、涂挂性提高，硬脂酸含量增加，软化点、流动性、涂挂性提高，硬度硬度提高，提高，强度强度下降，凝固温度区间下降，凝固温度区间变窄变窄 表2-2 石蜡硬脂酸（1：1）模料的主要性能2.2.2.2 树脂基模料 松香：软化点松香：软化点7090 用途用途 常与蜡料、聚合物等混合蜡基模料常与蜡料、聚合物等混合蜡基模料 蜡基模料蜡基模料 优点：易于配制（优点：易于配制（熔点较低熔点较低），复用性好。），复用性好。 不足：软化点过低，收缩率略大，硬脂酸价

11、格过高。不足：软化点过低，收缩率略大，硬脂酸价格过高。 松香基模料松香基模料 优点：优点： 兼顾蜡基的长处，表面光亮、针入度小，常用于精度要求很兼顾蜡基的长处，表面光亮、针入度小，常用于精度要求很高的铸件生产中。高的铸件生产中。2.2.2.3 填料模料 国外模料分类：填料模料和无填料模料 作用：减少收缩，防止熔模变形和表面缺陷。 常用四种：枝链型聚苯乙烯；XLPS 冰烯醋酯；XLA 对苯二酸； 水。2.2.3 2.2.3 熔模的配制及回收熔模的配制及回收2.2.3.1 2.2.3.1 模料的配制配制工艺：是指按照模料的规定成分和配比，将各种原料熔融成液态， 混合并搅拌均匀，滤去杂质浇制成合乎要

12、求的糊状模料直接使用，或浇注成锭块待用。1. 蜡基模料的配制 因熔点低于100度，大多采用蒸汽加热或热水槽加热。 对熔化后的模料要搅拌均匀，并用100号或140号筛过滤除去杂质。然后放入容器中，在冷却过程中将蜡料制成糊状。搅拌法二种。熔化方法熔化方法水浴加热水浴加热旋转桨叶搅拌法旋转桨叶搅拌法活塞搅拌法活塞搅拌法: : 带孔活塞往复运动带孔活塞往复运动2. 松香基模料的配制松香基模料的配制B B 注意：加料次序注意：加料次序聚合物、蜡料、松香聚合物、蜡料、松香A 熔化设备：不锈钢电热锅（熔点高）熔化设备：不锈钢电热锅（熔点高）3. 模料配制工艺要点：模料配制过程中应该注意的三点：模料配制过程中

13、应该注意的三点：A A 严格控制温度的升限和在高温下停留的时间。避免模料的严格控制温度的升限和在高温下停留的时间。避免模料的烧损烧损和和变质变质。（防止局部过热）（防止局部过热） B B 合理安排各组元的加热顺序合理安排各组元的加热顺序 原则：原则：溶剂优先，互溶在前溶剂优先，互溶在前。 C C 充分搅拌（互溶），滤去杂质（回收），保温静置（排气）充分搅拌（互溶），滤去杂质（回收），保温静置（排气）2.2.3.2 模料的回收概念概念 去除模料中的杂质，恢复其性能的工艺过程去除模料中的杂质，恢复其性能的工艺过程称之为模料的回收或复生。称之为模料的回收或复生。 2) 2) 模料变质模料变质的原因（

14、皂化反应）：的原因（皂化反应）：置换反应（置换反应（AlAl、FeFe） 中和反应（氧化钠、氨水）中和反应（氧化钠、氨水）复分解反应（复分解反应（CaCa、MgMg盐）盐） 皂化物皂化物不溶于水不溶于水-不易去除，影响模料性能，进一步降低不易去除，影响模料性能，进一步降低铸件质量铸件质量 使用松香基模料时，回收的模料用来制作浇冒口熔模 使用蜡基模料，脱模后所获模料可回收，再用来制造新的熔模 蜡基旧模料的性能变化蜡基旧模料的性能变化 在循环使用时，模料的性能会变坏：脆性增大，灰尘增多，流动性下降，收缩率增大，颜色由白变褐，这些主要与模料中硬脂酸变质有关，也有其它原因。 （2）砂和涂料的污染熔模制

15、好后，上面要涂挂涂料、撒砂以制出型壳，在制造熔模、制壳以及与蜡的熔失过程中，有时会受到砂和涂料等异物的污染。所以，制模车间一定要注意工作场地的卫生。防止模料污染（一般要白大衣、拖鞋、瓷地面、工作台洁净） （3）熔失熔模时过热，石蜡烧坏、氧化变质。3) 3) 皂化物的去除方法：酸处理法皂化物的去除方法：酸处理法 电解处理法电解处理法 活性白土活性白土处理法处理法A A 酸处理法酸处理法 MeMe（C17H35COOC17H35COO）2 +H2SO4=2(C17H35COOH)+MeSO4 2 +H2SO4=2(C17H35COOH)+MeSO4 不足：可逆，不能完全处理干净不足：可逆，不能完全

16、处理干净B B 电解处理法电解处理法FeCl3 FeCl2 FeCl2 Cl2 （有毒） 不足：设备要求高，污不足：设备要求高，污染环境染环境C C 活性白土处理法活性白土处理法 吸附能力吸附能力+Al3+Al3+与胶体杂质反应沉淀与胶体杂质反应沉淀 补充使用补充使用2.2.4. 熔模的压制和模组的制造 模料膏配制完毕即可压制熔模。压制熔模前，需先在压型表面涂薄层分型剂，以便从压型中取出熔模。 熔模的制备即将模料注入压型的方法有自由浇注和压注两种。自由浇注法使用液态模料，用于制作浇冒口系统的熔模和尿素型芯。压注法用于制造铸件熔模，可使用液态、半液态(糊状)、半固态(膏状)及固态模料。柱塞加压法

17、柱塞加压法活塞加压法与气压法压注1)“1)“液态压注模料液态压注模料”大多采用在熔点下呈糊状时压注大多采用在熔点下呈糊状时压注( (并并非真正的液态下压注非真正的液态下压注) )A A 防止液态紊流、飞溅造成流痕及卷入气泡。防止液态紊流、飞溅造成流痕及卷入气泡。B B 保证表面光洁度。保证表面光洁度。 C C 收缩率降低。收缩率降低。2.2.4.2 2.2.4.2 熔模表面质量的控制熔模表面质量的控制2) 2) 合理确定工艺参数合理确定工艺参数压蜡温度压蜡温度 压注压力压注压力 压型温度压型温度 压射速度压射速度 保压时保压时间间原则：温度适中，压力尽量大（一定范围内）原则：温度适中，压力尽量

18、大（一定范围内）3) 3) 制造浇道模料在脱蜡过程中要先于模型熔化（材料及形状）制造浇道模料在脱蜡过程中要先于模型熔化（材料及形状）1) 1) 压注条件下熔模收缩的特点压注条件下熔模收缩的特点 A A 层状凝固层状凝固 B B 在压力下成型并在压力作用下凝固在压力下成型并在压力作用下凝固2.2.4.3 2.2.4.3 熔模尺寸精度的控制熔模尺寸精度的控制2) 2) 压注工艺参数对收缩的影响压注工艺参数对收缩的影响 A A 注蜡温度注蜡温度 B B 压注压力压注压力 C C 保压时间保压时间 D D 压型温度压型温度其它：模型的壁厚其它：模型的壁厚 取模后停放时间取模后停放时间2.2.5 2.2

19、.5 熔模的组装熔模的组装焊接法焊接法应用最广泛应用最广泛 电烙铁电烙铁分型剂分型剂的使用：压蜡前在压型内表面涂的使用：压蜡前在压型内表面涂敷一层，利于取出熔模。敷一层，利于取出熔模。 要求越薄越好要求越薄越好蜡基：一般采用机油、松节油、硅油蜡基：一般采用机油、松节油、硅油树脂基：麻油与酒精混合物或者硅油树脂基：麻油与酒精混合物或者硅油压缩空气起模压缩空气起模2.2.4.4 2.2.4.4 熔模的脱模熔模的脱模2 2） 粘接法粘接法卯榫结构卯榫结构3 3） 机械组装法机械组装法大批量、小铸件、高效率大批量、小铸件、高效率2.3 型壳的制造 型壳的质量直接关系到铸件的质量，为此，对型型壳的质量直

20、接关系到铸件的质量，为此，对型壳的要求主要有以下四个方面：壳的要求主要有以下四个方面：1.1.强度强度高的常温强度高的常温强度+ + 高温强度高温强度（浇注、焙（浇注、焙烧）烧） + +低的残留强度低的残留强度2.2.热震稳定性热震稳定性抵抗急冷急热的性能或抗热冲抵抗急冷急热的性能或抗热冲击性。它是指型壳抵抗因温度急剧变化而不开裂击性。它是指型壳抵抗因温度急剧变化而不开裂的能力。的能力。3.3.高温下化学稳定性高温下化学稳定性高温液态金属与之接触高温液态金属与之接触时不发生相互化学作用的性能。时不发生相互化学作用的性能。4.4.透气性透气性指气体通指气体通过型壁的能力。过型壁的能力。以免发生粘

21、砂、麻点、氧化、脱碳以免发生粘砂、麻点、氧化、脱碳避免浇不足、气孔避免浇不足、气孔 型壳性能试验标准 HB 5352.1-2004 熔模铸造型壳性能试验方法 第1部分：抗弯强度的测定 HB 5352.2-2004 熔模铸造型壳性能试验方法 第2部分：高温自重变形的测定 HB 5352.3-2004 熔模铸造型壳性能试验方法 第3部分：高温荷重变形的测定 HB 5352.4-2004 熔模铸造型壳性能试验方法 第4部分：透气性的测定 型壳的制造工艺型壳的制造工艺涂挂法涂挂法 熔模铸造型壳熔模铸造型壳： 多层型壳：涂挂法制壳（浸涂）最常用 喷涂法 刷涂法对型壳的性能要求：对型壳的性能要求：1 .

22、型壳的高温强度和高温软化点 型壳的软化点是指型壳强度随温度升高而开始下降的温度。不同型壳软化点不同。软化点高，高温强度下降速度小，有利于提高铸件的尺寸精度。2. 型壳的热膨胀性 型壳的热膨胀性是与铸件精度密切相关的重要性能。高温金属液通过型壳放热、冷却、凝固中，温度的急剧变化，型壳的线量也发生变化。 为获得尺寸精确的铸件型壳的膨胀率必须小而均匀。 型壳小而均匀的热膨胀性是减少应力，使型壳具有良好抵抗温度急剧变化能力的决定因素。（型壳温度变化，必然产生内应力，当该内应力超过该温度下的强度时，型壳就会产生裂纹、破损）。3 .型壳的表面质量及化学稳定性 型壳内表面层与高温液体金属直接接触，要想获得表

23、面光洁、轮廓清晰的铸件，型壳内表面层必须光洁、致密、轮廓清晰。除此之外还应具有好的化学稳定性，即浇注后，型壳内表层不与高温液体金属及其氧化物相互发生化学作用。 上述条件将是实现高精度铸造的最基本要求，此外，还要有好的透气性、好的退让性、好的脱壳清理性。但一种材料很难完全满足各种要求，因此在选用制壳原材料时，应抓住无余量铸件表面光洁度、尺寸精度要求高这个主要矛盾。型壳的制造工艺：涂覆涂料撒砂干燥硬化 重复5-7次涂料的组成：耐火材料粉 + 黏结剂 + 溶剂（水）2.3.1制造型壳用的材料 多层型壳是由耐火材、粘结剂料及附加物组成，其中耐多层型壳是由耐火材、粘结剂料及附加物组成，其中耐火材料占火材

24、料占90%90%以上。所以耐火材料的选用对型壳的性能影响以上。所以耐火材料的选用对型壳的性能影响很大。其次为粘结剂及附加物、工艺的影响很大。其次为粘结剂及附加物、工艺的影响2.3.2.1 2.3.2.1 耐火材料耐火材料（石英（石英 刚玉刚玉 锆英砂等）锆英砂等）1 1）面层粉料面层粉料。与粘接剂配制成涂料的粉状料，直接与高。与粘接剂配制成涂料的粉状料，直接与高温金属液接触，要能承受热冲击和热物理化学作用。温金属液接触，要能承受热冲击和热物理化学作用。2 2）增强型壳的）增强型壳的撒砂材料撒砂材料粒度粒度3 3）制造陶瓷型芯的粉状料制造陶瓷型芯的粉状料具有一定的抗冲击性具有一定的抗冲击性 对耐

25、火材料的要求对耐火材料的要求A A 耐火度和熔点耐火度和熔点高温时不软化，变形高温时不软化，变形（耐火度（耐火度：又称耐熔度。表征物体抵抗高温而不熔化的性能指标：又称耐熔度。表征物体抵抗高温而不熔化的性能指标）B B 热膨胀性热膨胀性小而均匀小而均匀C C 粒度合理粒度合理先小后大，保证型壳致密度、强度、透气性先小后大，保证型壳致密度、强度、透气性D D 高温化学稳定性高温化学稳定性E E 其他：有利于涂料稳定，对人体无害，价廉等其他：有利于涂料稳定，对人体无害，价廉等 1）人造石英（SiO2) 573发生相变 线膨胀率1.4% 优点：价廉 缺点：当加热到573时，由转变为膨胀大 呈酸性 应用

26、：适用于碳钢、低合金钢、铜合金；不适于 铝、钛、锰、铬合金钢2）熔融石英 石英玻璃 熔融石英熔化温度为1713，导热系数低，热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的，因而它具有极高的热震稳定性。 SiO2含量99.5% 优点：纯度高，线膨胀小，热稳定性好 缺点：价格贵 应用：易被氢氟酸或碱侵蚀便于除芯，常用于作陶瓷型芯的基本材料一一 制壳用耐火材料制壳用耐火材料一一 制壳用耐火材料制壳用耐火材料 3）锆英砂 锆英砂又称硅酸锆，是天然存在的矿物材料。常含有少量的放射性的铀、TiO2和微量稀土氧化物。纯锆英石在1775能分解析出SiO2，有高的耐火度。 优点：导热蓄热性好；热膨胀小而均匀 缺点：价格贵

27、，微量辐射性 应用：浇注温度低于1500的合金铸件 4）电熔刚玉 -Al2O3 熔点2030 密度大，结构致密，导热性好，热膨胀系数小，高温化学稳定性好。 优点：熔点高，结构致密，导热好，热膨胀小而均匀，化学性能稳定，型壳尺寸稳定 缺点：价格贵 应用：高合金钢、耐热合金及镁合金一一 制壳用耐火材料制壳用耐火材料 4）莫来石（硅酸铝耐火材料） 莫来石又称高铝红柱石，分子式为3Al2O32SiO2。密度约为3.16g/cm3，膨胀系数5410-7l/，在1810开始出现液相。 莫来石很少以天然形式存在，多是人工合成（高温烧结）。 高岭石Al2O32SiO2石英（硅石）石英（硅石）SiO2SiO2刚

28、玉刚玉（Al2O3Al2O3）铝铝- -硅系材硅系材料料锆英石锆英石其它其它铝酸铝酸钴钴人造人造石墨石墨钨粉钨粉氧化氧化物陶物陶瓷瓷优点来源广、价廉、耐火度高、残留强度低熔点高、导热性好、热膨胀小均匀价廉、来源广、稳定性提高传热系数大、热膨胀率小而均匀、高耐火度缺点酸性易于在高温下反应，形成麻点、粘砂来源缺、价高SiO2易与Al、Ti反应、脱壳性差（铝矾土）价格较高、分解出SiO2备注不能用来对镍、铬、钛、锰-加固涂层 面层使用，提高质量2.3.1.2 制壳用黏结剂 1. 对黏结剂性能的基本要求：对黏结剂性能的基本要求： 与模料润湿，又不与模料互溶或起化学反应 在室温焙烧及浇注温度下，与耐火材

29、料有牢固黏结力 在高温及室温下形成的氧化物或与耐火材料形成的化合物， 具有高温化学稳定性，不与所浇注的合金发生化学作用 黏度适当，使之具有良好的涂挂、渗透性 储存性好，来源广，价格廉 2 . 硅酸胶体黏结剂的基本性质硅酸胶体黏结剂的基本性质 目前熔模铸造及陶瓷型铸造使用的黏结剂包括 水玻璃 硅溶胶 硅胶乙酯 从本质上来讲都是硅酸胶体，只不过其类型不同罢了，从最终 形成的氧化物性质看都是二氧化硅，故都属酸性黏结剂。 3.3.胶凝过程胶凝过程 加热 溶胶 冻胶 凝胶 细微的二氧化硅结晶 胶凝 溶剂挥发 900-1000度2.3.1.3 几种常用的黏结剂几种常用的黏结剂1. 1. 硅酸乙酯水解液硅酸

30、乙酯水解液（1 1）硅酸乙酯的物理性质 a 硅酸乙酯又称正硅酸乙酯。一般硅酸乙酯呈油性，为无色、透明或棕黄色液体（有杂质） b 闪点为53，易燃，所以应注意防火 c 有醚味，对眼睛、呼吸道有刺激作用，应密封保存 在熔模铸造过程中硅酸乙酯的水解是分两个阶段进行两个阶段进行的。 第一阶段：硅酸乙酯第一阶段：硅酸乙酯硅酸乙酯水解液硅酸乙酯水解液 这时，我们需要的是具有一定聚合度的线型或枝型的聚合物，即具有一定黏度和黏结力的黏结剂。故加水量应严格控制。使硅酸乙酯的水解反应进行到一定程度为止。 第二阶段：干燥硬化第二阶段：干燥硬化 硅酸乙酯水解液配制成涂料, 制壳后，涂料层继续发生水解反应，直至形成硅凝

31、胶。制壳后，涂料层置于空气中，空气中的水分可使硅酸乙酯继续进行水解缩合反应，在线型或枝型乙氧基硅酸结构间相互交联，最后形成网状结构。在网状结构间还含有一定的乙氧基，称为有机硅聚合物.2. 硅溶胶硅溶胶（1） 硅溶胶的物理特性：硅溶胶的物理特性： 硅溶胶即胶体二氧化硅，是一类无定性二氧化硅粒子在水介质中的分散体系。 硅溶胶是将水玻璃经过离子交换后去掉其中的钠离子和其它杂质，再经浓缩制得的。它是硅酸的多分子聚合物，为较纯净的硅酸水溶液，也称硅酸溶胶。为乳白色或青白色溶液。分子式为n H2O.mSiO2。熔模铸造用硅溶胶要求： Na2O小于等于0.5%， SiO2 为24-30%， PH为8-10（

32、最好为9.5） 黏度值为2-6厘泊 （2 2）硅溶胶粘结剂及其所制型壳特点：）硅溶胶粘结剂及其所制型壳特点： 优点：（1）配制简单 （2）稳定性好 （3）不需氨干，有利于环保 （4）型壳高温强度比硅酸乙酯更高 缺点：（1）润湿性、涂挂性差，故铸件光洁度差些 （2）干燥速度慢，生产周期长。 （3）湿强度低3. 水玻璃粘结剂水玻璃粘结剂（1 1） 熔模铸造中水玻璃粘结剂的硬化机理熔模铸造中水玻璃粘结剂的硬化机理 水玻璃在砂型铸造中的常用粘结剂。其基本组成是硅酸钠和水（聚硅酸钠水溶液）。 硅酸钠是强碱弱酸盐，在水中极易水解： Na2OmSiO2 + nH2O 2Na+ +2OH- + mSiO2（n

33、-1）H2O - Q 加入酸性物质，有利于聚硅酸钠水解，使水解反应向右进行。在熔模铸造中常用酸性盐作硬化剂，如：NH4Cl、结晶AlCl3、聚合AlCl3和结晶MgCl2 。 当用NH4Cl水溶液作硬化剂，与水玻璃型壳相遇时，将发生如下化学反应： NaNa2 2OmSiOOmSiO2 + nH+ nH2 2O + 2NHO + 2NH4Cl 2NaCl 2NaCl + mSiO mSiO2（n-1n-1）H H2O O + NH NH4OH -NH3+H2O 水解的结果使水玻璃溶液中硅酸浓度增高，硅酸分子中硅羟基不断脱水聚合成聚硅酸大分子，继而成为硅酸溶胶，最后凝聚成为不可逆的硅酸凝胶，使型壳

34、具有常温强度。 SiO H +HOSi SiOSi + H2O 水解同时产生有NaCl和NH3产生。其中NaCl当用热水脱模后并经800以上高温培烧去除。NH3则污染空气，恶化环境，这是NH4Cl水溶液作硬化剂存在的主要问题。 （2 2） 熔模铸造用水玻璃粘结剂的性能指标熔模铸造用水玻璃粘结剂的性能指标 配制熔模铸造涂料所用的水玻璃其 模数 M=3.0-3.6, 密度=1.29-1.31g/cm3(砂型铸造所用的水玻璃其模数M=2.3-2.8, 密度=1.32-1.6g/cm3)对熔模铸造而言，市售水玻璃需要进行提高模数、降低密度的处理（提高模数加入NH4Cl、HCl。降低密度加入水。）（3

35、3） 水玻璃作为型壳粘结剂的特点水玻璃作为型壳粘结剂的特点: :总而言之,比硅酸乙酯、硅溶胶所制型壳性能差。 优点：（1）来源广，价格廉。 缺点：（1）与蜡模润湿性差 （2）黏度大 （3）含Na2O 型壳高温强度低 抗变形能力低铸件精度低Na2O + SiO2 （高温） Na2O2SiO2（共晶物 熔点793） Na2O2SiO2共晶物 在熔点793时出现液相，并使型壳软化变形，因此，水玻璃作粘结剂的型壳所浇铸件尺寸精度、表面光洁度都较差，用于一些要求不高的碳素钢件和有色金属铸件，对减少机械加工和节约金属材料有利。涂料粉液比低涂层致密性降低铸件表面不光4. 4. 新型快干硅溶胶新型快干硅溶胶

36、概况 水基硅溶胶是一种绿色环保的粘结剂，在越来越重视环保的今天，应大力加以推广。但普通硅溶胶型壳湿强度低，制壳周期长已成为其推广使用中的主要问题。开发增强快干硅溶胶一直是各国研究的课题。20世纪90年代研制成功的快干硅溶胶LudoxSK系列，制型壳时每制一层其干燥时间，即层间干燥时间仅1h，性能与硅酸乙酯水解液粘结剂相当，于1997年已用于Rolls Royce公司大量生产中。又如Remasol ADBOND系列，2001年推出的ADBOND3301制壳时每制一层，层间干燥时间也可达到12h，也已用于生产。 国内在20世纪90年代中期清华大学和宇达化工有限公司合作开发FS快干硅溶胶，通过部级鉴

37、定并用于生产。近年来又研制出FS型和FS 两种快干硅溶胶，通过省级鉴定，FS在性能上已接近LudoxSK系列快干硅溶胶。硅酸胶体硅酸胶体 硅溶胶、硅酸乙硅溶胶、硅酸乙酯、水玻璃粘结剂中酯、水玻璃粘结剂中起粘结作用的都是硅起粘结作用的都是硅酸胶体。酸胶体。 胶体是分散质粒胶体是分散质粒子直径在子直径在1nm1nm100nm100nm之间的分散系。之间的分散系。TEMTEM（纳米级）下的硅酸胶体照片（纳米级）下的硅酸胶体照片2.3.2 制壳工艺制壳工艺 型壳的质量与铸件的质量密切相关，因此制壳工艺也是熔模铸造的关键一环。制壳工艺包括： 除油和脱脂除油和脱脂在模组上涂挂涂料在模组上涂挂涂料撒砂撒砂型

38、壳的干燥和硬化型壳的干燥和硬化 熔失熔模熔失熔模培烧培烧 5-7次次1. 1. 模组的除油和脱脂模组的除油和脱脂 在采用蜡基模料和以水为溶剂的粘结剂时，为提高涂料润湿模组表面的能力，需要将模组表面的油污去除掉。即在涂挂涂料之前，先将模浸泡在中性肥皂片或表面活性剂的水溶液中。 表面活性剂一端的亲水活性基团易与涂料吸附，另一端的疏水（亲油）基团易吸附在模组上. 2. 2. 涂挂涂料和撒砂涂挂涂料和撒砂 （1 1）涂挂涂料）涂挂涂料:先将涂料搅拌均匀，调整好涂料的黏度、比重。若型壳上有小孔、槽，则内层涂料黏度、比重应小些，以使涂料能很好地充填这些小孔、槽。 涂挂涂料时模组在涂料中上下左右晃动，使涂料

39、能很好地润湿模组，并均匀覆盖在模表面。不应有涂料局部堆积和缺料现象。且不包裹气泡。 （2 2）撒砂）撒砂 撤砂的目的撤砂的目的 1)迅速增厚型壳。 2）分散型壳在以后的干燥硬化中可能产生的应力 3）使外层表面粗糙，使下一层涂料与前一层很好的结合。撒砂注意事项撒砂注意事项: 1)撒砂种类:应与该层涂料用耐火粉料一致，有相同的热膨胀系数，以加强撒砂与涂层结合力。做一般钢件，如不锈钢、碳钢件，面层用锆砂，背层用高岭石熟料。 2)不论用哪种砂子，都要严格控制其中的含水量，一般质量分数均应小于0.3。因为砂子湿度大极易产生浮砂堆积而导致型壳分层。 3)砂子粒度也要合理选择，通常从面层到背层粒度逐渐加粗。

40、 4）每次撒砂的粒度分布都不宜过于集中，这样才能使砂粒相互镶嵌，提高型壳的致密度。 5)要严格限制砂中的粉尘含量，其质量分数应小于0.3。因为粉尘覆盖在涂料上就不易挂上砂粒。撒砂方法撒砂方法: 1) 1) 雨淋式雨淋式:砂如雨点式撒在挂有涂料的模组上,模组不断旋转. 2) 2) 流态式流态式:砂存放于沸腾床中,底部送入压缩空气,将沸腾床上部砂层均匀吹起,撒砂时只需将涂有涂料的模组往流态化的砂层中浸一下,耐火材料就能均匀地粘在涂料表面。 图1-14 雨淋式撒砂机 3. 型壳的干燥和硬化型壳的干燥和硬化 每涂覆一层型壳之后，就要让它干燥、硬化，使涂料中的粘结剂溶胶向冻胶、凝胶转变，把耐火材料连接在

41、一起，根据所用的粘结剂的不同，所用干燥、硬化方法也不同。 1) 1) 硅酸乙酯型壳的干燥和硬化硅酸乙酯型壳的干燥和硬化 硅酸乙酯在干燥硬化时主要发生以下物理化学变化： （1） 涂料中溶剂（酒精或丙酮）的挥发： 挥发速度与溶剂分压有关，与湿度无关。 （2） 水解液的凝胶 型壳在干燥硬化时，硅酸乙酯水解液残留的不完全水解物会吸收型壳中的水分继续水解，同时硅酸溶胶会在氨气的作用下进行凝胶。因此 ，工业上使型壳在潮湿的氨气中硬化。 每制一层型壳需要五道工序： 上涂料 撒砂 自干（或空气干燥）自干（或空气干燥） 氨干氨干 去味去味 （强制通风柜中抽风除氨（强制通风柜中抽风除氨 ）注意事项： 1）硬化时溶

42、剂的挥发应比粘结剂的胶凝快，这时溶剂挥发产生胶体收缩时，胶体尚处于弹、塑性状态，胶膜不易开裂。如果次序相反，粘结剂固化后溶剂继续挥发，会出现脆性胶体的收缩，胶膜易于开裂，型壳强度下降。为防止这一现象产生，通常将溶剂挥发与胶体胶凝两个过程分开。 2）每层型壳硬化后须将氨气散发干净，再挂下一层。 3）有时为提高强度可在涂挂全部结束后，将带型壳的模组浸泡在含SiO2较多的水解液中超过5分钟，使水解液渗入型壳中，而后在风干、氨干过程中使粘结不好的耐火材料颗粒得到补充粘结。 2) 2) 硅溶胶型壳的干燥和硬化硅溶胶型壳的干燥和硬化 硅溶胶中的溶剂是水和酒精，故硅溶胶的硬化过程主要是脱水和酒精的挥发干燥过

43、程。与此同时胶体进行凝聚。 将型壳放在温度较高的（25-35）的干燥空气中进行干燥，每层型壳的干燥时间约为2h，最后一层涂料挂完后，型壳要自然干燥一昼夜才能脱模。 （每层型壳的干燥时间约为8h，最后一层涂料挂完后，型壳要自然干燥一昼夜） 硅溶胶型壳的干燥和硬化硅溶胶型壳的干燥和硬化= = 干燥的空气（25-35）中干燥硬化3) 3) 水玻璃型壳的干燥和硬化水玻璃型壳的干燥和硬化 水玻璃型壳的干燥和硬化也是溶剂（水）的挥发和胶体的凝聚过程。但水玻璃的脱水过程非常缓慢，而其硬化则由于电解质的作用进行得很快。目前用的较多的硬化剂是NH4Cl、聚合AlCl3结晶AlCl3。 硬化过程： （1）将型壳先

44、放在空气中干燥一段时间（数分钟至一小时）。其作用是去除模组表面和涂料层之间的水分、提高涂层中水玻璃的浓度，减少型壳裂纹，改善型壳内表面质量。 （2）浸在浓度为25%左右的NH4Cl溶液中，此时发生反应 Na2OmSiO2 + nH2O + 2NH4Cl 2NaCl + mSiO2（n-1）H2O + NH3+H2 析出的硅胶很快凝聚，使型壳硬化。水玻璃型壳的干燥和硬化：水玻璃型壳的干燥和硬化： 空气中干燥 浸在NH4Cl水溶液（ 25%左右）中干燥硬化 4）空气干燥及氨气硬化配合适当才能获得较高强度的型壳并缩短制壳周期。 未经空气干燥而直接氨气固化的型壳，由于随后溶剂的挥发使得涂层开裂，而强度

45、较低。 如仅采用空气干燥固化，如每层干燥810h以上，型壳强度最高，但生产效率低。 而将空气干燥与氨气硬化相结合就能获得较高强度的型壳，其制壳周期也大为缩短。硅酸硅酸硅酸乙酯型壳干燥硬化硅酸乙酯型壳干燥硬化 空气中空气中干燥硬化干燥硬化 潮湿的氨气潮湿的氨气中干燥硬化中干燥硬化 注 意： 当型壳一浸入NH4Cl溶液中，在涂料层外表面上很快形成坚硬的胶膜，影响NH4Cl溶液向型壳内层渗透。为加速NH4Cl溶液向内层渗透，可在NH4Cl溶液中加入非离子型表面活性剂，可使型壳的硬化时间由原来的15-20分缩短至2-3分钟。 图2-1 脉动式制壳机 4. 脱模脱模(自型壳中熔失熔模）自型壳中熔失熔模）

46、 型壳完全硬化后，需将型壳中的蜡模熔去，因模常为蜡基模料制成，所以此工序称为脱蜡。根据加热方法不同，有很多脱蜡方法，用的较多的方法有热水法和蒸汽法。1 1） 热水法热水法此方法适合于蜡基模料和水玻璃型壳。 用80-90的热水脱模。脱模时浇口杯朝上，使密度小于水的蜡料易于上浮。 水玻璃粘结壳脱蜡时热水中通常加入少量NH4Cl或H3BO4，使型壳得到进一步硬化，且可除去型壳中残留的Na2O和NaCl，提高型壳质量。（整个脱蜡过程在20-30分钟内完成）特点特点 （1）简单易行，蜡料回收率高。 （2）若模组各部分厚薄不匀，或浇口杯厚大时，会使先期熔化的模料难于排除，使型壳膨胀或破裂。2 2） 蒸汽法

47、蒸汽法 用松香基模料制成的模组及采用硅酸乙酯水解液或硅溶胶作粘结剂制壳时普遍采用蒸汽脱模。 将模组浇口杯朝下放在高压釜中，通入2-5个大气压的高压蒸汽。模料受热熔失。特点：特点： （1）效率高（整个脱蜡过程在6-10分钟内完成），可提高型壳强度。 （2）浇口杯直接受高压蒸汽作用，浇口处熔化快，型壳膨胀可能性小3 3）其它脱蜡方法）其它脱蜡方法 目前国外已经研究成功微波脱蜡、高温闪燃法脱蜡和预熔法脱蜡。5.5.型壳的培烧型壳的培烧 脱模后，型壳在空气中经一段时间的自然干燥，在浇注液体金属之前需将型壳经高温培烧。 目的：目的： （1）去除型壳中的水分、残留模料、NH4Cl及盐分。避免浇注时产生气孔

48、、浇不足或恶化铸件表面等缺陷。 （2）进一步提高型壳强度 （3）提高金属的成型性。 普通型壳-装箱填砂培烧 高强型壳-直接装炉培烧。 硅酸乙酯、硅溶胶型壳-950，1-2h 水玻璃型壳-800-850，1-2h 型壳培烧后即可出炉浇注. 焙烧焙烧 硅溶胶型壳的焙烧硅溶胶型壳的焙烧温度一般为温度一般为950-950-10501050，保温，保温30min30min以上。焙烧好的型壳以上。焙烧好的型壳应为白色或蔷薇色。应为白色或蔷薇色。作用：作用：1.1.减小浇铸温差减小浇铸温差2.2.清除水分、皂化物清除水分、皂化物焙烧炉有油炉、箱式电阻炉、煤气炉等。焙烧炉有油炉、箱式电阻炉、煤气炉等。2.3.

49、3 2.3.3 水玻璃涂料的配制及型壳制备水玻璃涂料的配制及型壳制备1 1 涂料性能的控制涂料性能的控制 水玻璃涂料的主要性能有：粘度、流动性、覆盖性、水玻璃涂料的主要性能有：粘度、流动性、覆盖性、分散均匀性及悬浮性等。分散均匀性及悬浮性等。2 2 粘度的控制粘度的控制模数模数 粘度粘度密度密度 粘度粘度温度温度 粘度粘度粉液比粉液比 粘度粘度3 3 涂片重（涂层厚度）涂片重（涂层厚度） 涂片重是采用涂片重是采用40mm40mm40mm40mm2mm2mm的不锈钢片来测定的不锈钢片来测定的。的。 2.3.4 熔模铸造型芯熔模铸造型芯 一般情况下熔模铸造的一般情况下熔模铸造的内内腔是与外形一道通

50、过涂挂涂料、腔是与外形一道通过涂挂涂料、撤砂等工序形成的撤砂等工序形成的，不用专制，不用专制型芯。但当铸件型芯。但当铸件内腔过于窄小内腔过于窄小或形状复杂，或形状复杂，常规的涂挂涂料、常规的涂挂涂料、撒砂等工序根本无法实施，或撒砂等工序根本无法实施，或内腔型壳内腔型壳无法干燥硬化无法干燥硬化时，就时，就必须使用预制的型芯来形成铸必须使用预制的型芯来形成铸件内腔。这些型芯要等铸件铸件内腔。这些型芯要等铸件铸成后再设法去除。成后再设法去除。 例如航空发动机空心涡轮例如航空发动机空心涡轮叶片，叶片的冷却通道迂回曲叶片，叶片的冷却通道迂回曲折，形若迷宫，就必须采用陶折，形若迷宫，就必须采用陶瓷型芯。图

51、瓷型芯。图5 51 1是一些典型的是一些典型的陶瓷型芯。陶瓷型芯。1. 1. 陶瓷型芯陶瓷型芯 陶瓷型芯是用粉状耐火材料(石英法粉或刚玉粉)和作为增剂的蜡料(石蜡或蜂蜡等)以及一些其它其它附加物混成浆料物质,在金属型中压制成型,后经高温烧结而成的陶瓷质型芯。 制熔模时，把陶瓷型芯放在相应的位置上，使陶瓷型芯组成熔模上的小孔洞，留在熔模中，并露出型芯的芯头部分。制壳时，陶瓷型芯便借助芯头与型壳组成一体，成为型壳的一部分，用它来形成铸件的复杂内腔。 例如：铸件上的细长孔 直径在0.5-1mm 长30-60mm的孔常可用石英玻璃管代替陶瓷型芯. 采用陶瓷型芯在熔模铸件上可铸出非常复杂的内腔,虽然工艺

52、复杂,但在一些重要零件的生产中,如航空发动机空心涡轮叶片方面起了重要作用.( 叶片的冷却通道迂回曲折,形若迷宫,必须采用陶瓷型芯铸造)2. 2. 易溶型芯易溶型芯 若熔模的内腔是弯曲不平的,无法由压型压出,(无法拔模)，而是采用易溶型芯预先安放在压型内，压制时与蜡模压成一体，取出蜡模后放于冷水中溶去，使熔模上形成弯曲的内腔（然后内腔挂砂）常用材料为尿素（熔点130-133）例如耐酸泵叶轮用此工艺。3. 3. 其它型芯其它型芯（1）水玻璃型芯（2）树脂型芯（3）树脂砂替换拈结剂型芯 这是近年来国外提出来的一种低成本型芯。它是将传统的树脂砂芯渗人一种“替换粘结剂”，干后就作为熔模铸造型芯使用。这种

53、型芯与陶瓷型芯相比，成本低，工艺简便，浇注后型壳溃散性好，脱芯容易。很适合用于汽车行业和商业机械等行业的价位不高的熔模铸件。图514替换粘结剂应用的一些实例。2.4 2.4 熔模铸造的浇注与清理熔模铸造的浇注与清理2.4.1 2.4.1 熔模铸造的浇注熔模铸造的浇注1 1热型重力浇注热型重力浇注 这是目前使用最广泛的一种浇注形式，即型壳从培烧炉中取出后，立即在高温进行自由浇注。优优 点点：流动性好，轮廓清晰，尺寸精度高。缺缺 点点：（1）晶粒粗大，机械性能低 （2）铸件表面脱碳、氧化 热型浇注碳钢时，冷却较慢，铸件表面易脱碳、氧化，从而降低了铸件表面的硬度、光洁度、和尺寸精度。改善措施：（1）

54、细化晶粒 表面孕育表面孕育的方法 如生产镍基、铁基合金时，较普遍的使用混有表面孕育剂的涂料作为面层涂料制造型壳，浇入型壳中的金属液在凝固时与型壳面层中的表面孕育剂（铝酸钴）作用，使铸件晶粒变细。 加速冷却加速冷却也可在一定程度上细化晶粒。（2）控制浇注气氛为还原性 盖罩法盖罩法:最简单的方法是将刚浇注完的型壳用罩盖住，并向罩内滴煤油。煤油在高温下分解为活性炭和氢，使罩内气氛呈还原性，防止铸件表面脱碳、氧化 加还原物质加还原物质:造型浇注时，可在填砂中加一些碳质物质，如：石墨、无烟煤、沥青等，可使铸件在还原气氛中凝固。防止脱炭、氧化。2.2.真空吸铸真空吸铸 将型壳（如图所示）放在真空浇注箱中，

55、浇口向下，下降吸铸室，使直浇口浸在液体金属中，同时抽真空，利用型壳本身具有一定透气性的特点，通过型壳中微小的孔隙吸走型腔中的气体，并将金属吸入型腔，完成充型过程。 精铸中工艺复杂、机械性能低、成本高三大缺点中后两点可以在此得到缓解。因为用真空吸铸代替了热浇，另外计算好凝固时间，件凝但浇注系统未凝时停止负压，使浇注系统中的液体金属流回到熔池中，提高了金属的收得率，降低了成本。 图2-2 真空吸气浇注装置 示意图真空吸铸的优点：真空吸铸的优点： （1）在一定真空度下充型和凝固，改善充填条件，可复制复杂薄壁铸件。 （2）充型平稳，可避免卷入气体和熔渣。 （3）可以降低浇注温度，节省能源。晶粒细、组织

56、致密、性能提高。 （4）直浇口向下，未凝金属回流，提高金属利用率，降低成本。真空吸铸的缺点真空吸铸的缺点： （1）要求型壳有更高的强度和透气性。 （2）加压停压时间难以控制。 （3）对耐火材料要求高（型壳吸铸口处长时间被熔融金属浸泡）3.3.定向凝固定向凝固 一些溶模铸件，如涡轮机叶片、磁钢片等，如果结晶组织是按一定方向排列的柱状晶，它们的工作性能将有很大提高（蠕变和抗疲劳性能明显提高，工作温度和寿命都得到提高）。如图，浇注前，先将型壳放在感应加热的石墨套筒中的水冷底版上，先加热型壳，使其温度高于合金的熔点，然后向型壳内浇入金属，通过铜底版内的循环水，带走结晶时放出的热量，晶体依温度梯度，按垂

57、直于铜板的方向向上生长。与此同时，自下向上依次切断感应线圈电源，使结晶前沿保持一定的温度梯度，保证柱状晶顺利发展。 图2-3 定向结晶示意图 l一石墨套 2一感应圈 3一型壳 4水冷铜底版4. 4. 压力下结晶压力下结晶 压力下结晶是将形壳放在压力罐内，当浇注完毕后，即封闭压力罐，并向其中通入高压气体（惰性气体），使铸件在压力下凝固，提高铸件的致密性。目前国外所用压力达15.2Mpa5. 5. 细晶铸造细晶铸造 细晶铸造技术的实质就是控制铸件凝固时形核和晶粒长大的条件，使铸件获得相当或接近于锻件的细小晶粒（0.10.5mm）组织，从而提高铸件的抗疲劳性能，特别是低于760温度下低周疲劳性能。并

58、减小力学性能的分散性，使铸件的可靠性提高。普通铸造和细晶铸造IN713C合金整铸涡轮晶粒度的对比如图725所示，疲劳寿命及疲劳试验结果重现性（标准差）的对比见表75。 1，细晶铸造常用的方法: 熔模铸件中需要采用细晶铸造的并不只是整体铸造涡轮，还有其它许多场合，例如某些导向和涡轮叶片等，所以细晶铸造也有多种方法。 熔模铸造高温合金细晶铸造常用的方法有化学法（含表面孕育法和整体孕育法）、热控制法、动力学法（含第一代动力学法Grainex法机械搅动法和第二代动力学法Microcast法，简称Mx法）。这些方法的基本原理及应用见表76。6. 6. 定向凝固加细晶铸造（定向凝固加细晶铸造（DSDSGXGX法）法）1一合金液 2一铸型 3一型腔 4一水冷铜结晶器 5一冷却水管一隔热挡板 7一加热器 8一结晶起始块 p一振动器20世纪90年代以来，在美国宇航工业技术发展计划安排下，由NASA（美国国家航空航天局）发起开展用于小型航空发动机的更先进的整铸涡轮的研究。目标是在保证轮毂部分保持较好的低周疲劳性能的前提下，使叶片具有更高的抗蠕变断裂性能。 美国Howmet和英国Rol1s Royce Allison合作，论证了一种能同时满足上述二方面性能要求的新的铸造工艺方法，称之为DSGX法，即所得铸件的叶片是定向柱晶，而轮缘和轮毂是细等轴晶，