提高硅溶胶精密铸造型壳脱壳性能的有效途径

硅溶胶精密铸造的型壳分层性能较差，直接影响复杂结构精密铸件的生产效率和表面质量。在精密铸件生产中，一些结构复杂、深孔、盲孔、弯孔或窄槽等的零件，后加工难度很大。今天我们就来谈谈提高硅溶胶精密铸造型壳脱壳性能的有效方法。

1、脱壳性能的定义和测量

精密铸造型壳的脱壳性能是指在浇注金属液并冷却至室温时，经脱壳工艺处理后的型壳与铸件表面脱离的能力。目前国内应用最广泛、高效、经济的首套除壳工艺是采用“振动除壳机”进行除壳，并常采用酸浸、抛丸、喷砂、碱爆（沸腾），彻底清除铸件表面（主要是内腔）的残留贝壳和砂粒。铸件的脱壳性能不仅取决于模具本身的脱壳性能，还取决于铸件结构的复杂程度以及后处理脱壳过程中设备的效率（如摇壳机的冲击能）和抛丸机的效率）。

许多结构复杂的铸件仅靠振动除壳并不能完全去除残留的壳和砂。因此，在比较脱壳性能时，不仅要考虑“抖壳”的效率，还要考虑其他辅助脱壳方法（抛丸、喷砂等）的综合效率，才能合理评价脱壳性能模具的。

2、提高模壳脱壳性能的途径

1. 用于钢（铁、铜）的小型铸件（≤0.1kg），采用SiO2含量较低的硅溶胶制备涂料。表面层涂层是用二氧化硅溶胶制备的ω(SiO2)=25%。以达到提高脱壳性能而不影响外壳强度的目的。降低涂料中硅溶胶SiO2的含量，会导致残留量减少σ模壳的变形，会直接影响模壳在常温和高温下的强度，还会造成“飞翼”或“流纹”等铸造缺陷。其生产范围仅限于小型或极小型零件，该工艺通用性较弱。

2、在表层锆英石粉末涂料中添加5%~10%的熔融石英粉，或用“混合石英砂”代替锆英砂作为中小型件的表层打磨材料，以改善外壳脱壳和渗透性。这种方法对铸件表面质量有一定影响，常引起表层壳裂纹。目前仅应用于一些内腔不太复杂的中小型零件，其加工性和质量稳定性仍不如锆英砂。不过，在过渡层使用它的风险要小得多。

3、型壳各层尤其是过渡层和背层采用电熔硅砂粉替代高岭石砂粉，提高铸件的脱壳性、渗透性和尺寸精度。全熔融石英模壳的整体强度比典型模壳组合低20%左右，因此在脱蜡、烘烤或浇注过程中，模壳损伤和爆裂的情况较多，而且由于尺寸较大，容易出现模壳裂纹。膨胀系数的差异。虽然脱壳性能良好，但质量风险高、成本效益低，推广应用困难。

4、在表面涂料中添加高聚物（聚乙烯醇）或使用“快干硅溶胶”配制涂料，以提高模具的脱壳能力。虽然使用“快干硅溶胶”有很多优点，但其高昂的成本仍然是其广泛推广的最大障碍。正确选用快干硅溶胶与耐火材料的结合是未来提高型壳脱层性能的必然趋势，也是最好的型壳组合。在国外不断推广应用。

改善普通硅溶胶精密铸件型壳分层性能最有效的方法是在过渡层型壳中采用“混合涂层”。其最大特点是不会过度降低型壳整体强度，提高除壳效果，增加成本少，铸件通用性强，对铸件表面质量影响小，性价比高。

3、流程要点

铸件的脱壳性能不仅取决于模具本身的脱壳性能，还取决于铸件结构、振动、抛丸、喷砂等设备的效率。改进抗震壳方式，有效传递冲击能量，不宜采用橡胶垫或刚度较高的钢墩座等缓冲减震方法放置铸件组。采用铸铝墩，无需缓冲或减震即可防滑，减少振动冲击能量，提高生产效率。摇壳机应配备压力调节阀。根据铸件的材质、尺寸、要求，调节进气压力，防止铸件脱落（铸铁、高碳钢等）而不抖落外壳。调整振动频率与型壳或铸件的固有频率相同（接近），产生“共振”，提高脱壳效率。

当铸件内腔被模壳无间隙填充时，模壳的振动效果比通孔内腔差很多。因此，要求操作者在振动时使用专用的破壳工具，可以加速残壳的振动，提高生产效率。

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