硅溶膠鑄造工藝控制淺析

章慧春 毛靜

摘 要：硅溶膠鑄造通過蠟料等易溶材料將模樣制作完成，將若干層耐火材料涂覆于模樣之上，制作完成型殼，利用熔鑄工作形成模樣，再歷經(jīng)高溫焙燒達到更好應用效果。硅溶膠鑄造屬于近凈形技術(shù)的范疇，能夠?qū)?yōu)質(zhì)精密鑄件進行生產(chǎn)，普遍應用于工業(yè)生產(chǎn)工作之中。本文就硅溶膠鑄造工藝控制進行分析，希望可以為硅溶膠鑄造工藝更好應用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：硅溶膠鑄造;工藝控制;模具制造

中圖分類號：TG249.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0049-02

1 制造模具

為了更好通過模具能夠?qū)ぜ拥男瓦M行壓制，模具應當具備尺寸高精度，且表面粗糙度值應當較低，只有這樣才能使蠟模質(zhì)量得到保證。倘若鑄件精確度比較低，亦或是生產(chǎn)批量比較小的情況下，可以在母模上直接澆筑易熔合金、環(huán)氧樹脂與石膏，確保模具的制作完成。倘若鑄件要求精度交稿，亦或是需要開展大批量生產(chǎn)工作，在進行模具壓型時候可以通過鋼、鋁合金與銅合金切削加工制作完成，這樣可以滿足大多數(shù)企業(yè)對鋁合金模具的應用需要。

2 壓制蠟模

在模具型腔內(nèi)部，將處理完成的蠟膏壓入進來，通過冰水機的冰水進行冷凝處理，冷凝結(jié)束之后將其取出，并放置于水池之中，經(jīng)過一段時間之后對其進行修整檢驗，這樣就可以對單個蠟模予以獲取，將蠟模稱之為壓力鑄造零件。其中主要工作內(nèi)容包括以下幾點：

2.1 壓蠟工藝參數(shù)

為了更好進行壓蠟工藝制作，室內(nèi)溫度盡量控制在25℃左右，蠟缸溫度盡量保持在56～60℃的范圍中，射蠟嘴溫度盡量控制在50～60℃的范圍中，射蠟壓力盡量保持在5～15MPa的范圍內(nèi)[1]。對于壓蠟工藝的實際壓力應當依據(jù)工件大小與壁厚對其進行調(diào)整，保壓時間為數(shù)秒至幾十秒不等，同樣需要依據(jù)工件大小與壁厚對其進行調(diào)整，冷卻水溫度盡量保持在9℃左右。

2.2 操作注意事項

壓蠟工作開展之前應當對模具型號進行認真檢查，將模具打開并認真清洗模具型腔，將模具中的殘留蠟清洗干凈，為了避免對模具表面造成損傷，在開展相關(guān)清洗工作的過程中，不可以對金屬物品進行使用，只能運用竹刀完成此工作。通過壓縮空氣，將模具型腔吹凈，并對脫模劑進行噴灑，確保合模工作的順利完成。

針對蠟模所進行的壓制，不可隨意對壓制參數(shù)作出更改，盡量保持參數(shù)的一致和統(tǒng)一。對于壓制完成的蠟模，倘若局部出現(xiàn)鼓起情況，蠟模存在缺角問題，變形問題無可修復，亦或是尺寸不符合有關(guān)標準，應當針對蠟模進行報廢處理。

3 蠟膜修整

3.1 操作程序

在開展蠟模進行修整之前，應當對其外觀進行認真檢查，確保其具備清晰的棱角，表面位置比較平整，不存在任何缺陷，蠟膜尺寸應當滿足相應要求與規(guī)定，不存在變形問題。在進行蠟膜修整工作過程中，應當順著蠟模表面，通過刀片刃口將飛邊或分模線刮除，不可以對蠟模造成損傷。也可以直接通過抹布擦除小飛邊。針對蠟模凹陷位置處，應當通過修補蠟的方式來進行修復，完成修復之后需要對其表面的平整度進行檢查，確保其表面平整無凹陷。同時要挑破蠟模中所存在的氣泡，依托于修復工作確保其能夠恢復原本面貌。倘若部分鑄件的工藝要求比較高，針對蠟模皺紋則需要進行再次修補，確保其表面的平整度與光滑度。壓縮空氣氣嘴是不可忽視的重要部分，需要將蠟屑清理干凈，并存儲于盤中[2]。在結(jié)束修磨工作之后，還需要對蠟模進行再次檢查，確保其完整度并不存在變形，表面整潔平滑，字跡符合要求和規(guī)定，同時做好現(xiàn)場清理。

3.2 注意事項

針對完成修光的蠟模，應當與檢驗要求和規(guī)定進行核對符合。為了防止蠟模變形問題的產(chǎn)生，針對休整完成的蠟模需要進行要求核對，并存放于盤中進行保存存放。除此之外，還需要做好安全防火等安全防護工作。

4 模組焊接

4.1 工藝要求

為更好進行模組焊接，室內(nèi)溫度盡量控制在24℃左右。完成焊接之后，蠟模表面與澆口杯上緣的距離要保持最小距離應等于或大于60mm，蠟模與蠟模間的距離應當保持在6～8mm范圍內(nèi)，最小距離應當為4mm，帶孔、槽間距應保持在10～12mm范圍內(nèi)，澆口長度方面應保持在8～12mm范圍內(nèi)。

4.2 操作程序

針對各個蠟模，應當重新開展目視檢查工作，確保其都處于合格狀態(tài)之中。在對澆道種類進行選擇的過程中，應當依據(jù)鑄件工藝技術(shù)的要求與規(guī)定來進行。針對模頭做好檢查，確保其合格，并將干凈的蓋板安裝于合格蠟澆道的澆杯口上部，確保其平整不存在縫隙。倘若產(chǎn)生縫隙，應當使用電烙鐵將其燙平，避免漿料流入問題的出現(xiàn)。借助粘結(jié)蠟或者電烙鐵也可以進行模組焊接，將蠟澆道放置整齊，依據(jù)工藝技術(shù)的要求與規(guī)定，確保地焊工作的牢固性。已焊接完成蠟模組的交口杯，還需要對照工藝規(guī)定的金屬材料要求進行辨認與標識。通過壓縮空氣將蠟屑吹掉。在完成上述工作之后做好現(xiàn)場處理。

4.3 注意事項

在焊接蠟模與澆道的過程中，應當確保焊接工作的牢固性，不可以存在任何縫隙。針對同一組蠟模組中的蠟模，應當運用同一材料進行焊接。倘若在蠟模上滴入或者存在蠟液，應將蠟滴修刮干凈。結(jié)束此工作之后切斷電源，并做好安全防護工作。

5 蠟膜清洗

5.1 工藝要求

蠟膜清洗劑可以選用ZF-301，清洗室溫盡量控制在24℃左右。

5.2 操作過程

蠟膜清洗需要依照比例進行，此過程中，把控好攪拌時間。從運送車上取下蠟模組之后，將其全部浸泡于清洗液中，持續(xù)重復三次，每次花費的時間為5s，之后將模組提起，并將液體滴凈。待將蠟模組取出之后，通過壓縮空氣將其吹干，亦或是晾干，并將其以吊掛形式運輸至運送小車中。為了更好保證蠟膜組的清洗效果，必要情況下還需要進行抽查。在同一批清洗的模組中，可以對兩組浸入硅溶膠的模組進行選取，通過壓縮空氣清理出其中的水分，將其吊掛至運送校車中。倘若模組全部潤濕，還需要重新清洗整體模組。

5.3 注意事項

蠟膜的清洗需要保證其質(zhì)量，如果液面出現(xiàn)降低，應當在第一時間內(nèi)，對新液進行補充。倘若存在白色片狀物污染問題，需要對其進行靜置，時間為24h，并吸出三分之二干凈溶液，將剩余臟液倒出，對新液進行補充。通常情況下，每配一次清洗液，可以使用的時間大約為40天，可以清洗的模具超過6000至8000組。在對清洗液進行應用的過程中，應當在第一時間取出掉落的模具等物品，避免清洗液污染。結(jié)束清洗之后，需要將各個外來物清除，并做好密封存儲，如果存在換氣設備，還需要保證空氣的流通性。

6 型殼制造

6.1 配比

由于產(chǎn)品不同，所選用的涂料粘度值有所不同。倘若產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)比較繁瑣復雜，應當選用粘度值較低的涂料。倘若產(chǎn)品形狀比較簡單，并且屬于大面積平面類，可以選用粘度值較高的涂料。配比表如表1所示。

6.2 控制要求

為了更好進行型殼制作，制殼間的溫度控制在25攝氏度左右，面層間的濕度控制在55%至70%范圍內(nèi)。過渡層的濕度盡量控制在50%至65%的范圍內(nèi)。背層濕度盡量控制在40%至60%范圍內(nèi)。面層涂料倘若不是新料，其攪拌時間不得低于24h，倘若部分屬于新料，其攪拌時間不得低于12h。如過渡層與背層均為新料，在進行攪拌的過程中，其攪拌時間不得低于12h，倘若部分為新料，其攪拌時間不得低于6h。[3]

6.3 操作要點

針對清洗完成的模具，需要在涂料桶中慢慢浸入，浸入過程中應當保持一定角度，同時進行旋轉(zhuǎn)浸入，并利用較快速度將其取出，將多余涂料滴除，通過壓縮空氣將附著于面上的氣泡吹破，針對模組進行持續(xù)轉(zhuǎn)動，并將其放入淋砂機之中，將砂均勻覆蓋于模組表面位置處，通過周轉(zhuǎn)小車對其進行干燥處理。利用同樣形式對過渡層與背層進行上砂，在完成全部干燥工作之后，對其進行封漿干燥處理。

7 脫蠟及蠟處理

在蒸汽脫蠟斧中，將型殼倒入進來，促使蠟模熔化，并從下方位置處流出，通過水分離器應用對蠟液進行收取，并使用除水桶做好蠟水分離，將蠟中的雜質(zhì)清除，12小時之后，利用過濾網(wǎng)將蠟液放入靜止桶中進行6～8小時的靜置，在完成此工作之后，將蠟液放入保溫箱中進行保溫存儲。流出蠟模之后的型殼就是鑄型。

型殼由制殼間至脫蠟斧的時間應當不超過1.5分鐘，最為適宜時間應低于1分鐘。一旦進入脫蠟斧，13秒之內(nèi)保證其最小壓力須到達0.6MPa。除水桶的攪拌溫度應控制在110至120℃范圍內(nèi)。靜置桶溫度不得超過90℃，倘若溫度過高，蠟液容易引發(fā)老化。保溫箱溫度應當處于54至62℃范圍內(nèi)。

8 型殼焙燒、澆注、落砂和清理

澆筑型殼的過程中，應當做好焙燒工作。在1100℃的燃油爐或者電熱爐中，對型殼進行焙燒，時間為50分鐘，這樣能夠?qū)⒚撓灪蟮臍堄嘞炓呵宄瑢崿F(xiàn)型殼強度與透氣性能的提升，以免型殼出現(xiàn)變形或者破裂。為了減少工件縮孔問題的出現(xiàn)，需要注重降低可澆注鋼液與型殼的溫差。待冷凝鑄件之后，可以將鑄型毀掉，將澆注系統(tǒng)去除，并將毛刺清理干凈，這樣就可以獲得目標鑄件。一般情況下，針對不銹鋼鑄件表面位置需要做好酸洗與鈍化處理。

9 結(jié)語

要想確保硅溶膠鑄造工作的順利完成，其基礎工作就是科學工藝參數(shù)的設定，并做好生產(chǎn)過程中溫度的嚴格控制。依據(jù)具體情況，針對不同的產(chǎn)品，做好數(shù)據(jù)調(diào)整。不同的產(chǎn)品其大小、復雜程度不同，這都需要進行細微的、細致的數(shù)據(jù)調(diào)整，并選用最為適宜的工藝來進行處理。為了提升硅溶膠鑄造工藝控制工作的科學性、合理性與高效性，還需要做好工藝人員的選用，具備一定經(jīng)驗的人員應為首選，這是進行硅溶膠鑄造工藝開展的重要人為因素。

參考文獻

[1] 武超.快干型硅溶膠在精密鑄造領域中的應用[C].中國鑄造協(xié)會.第十五屆中國鑄造協(xié)會年會論文集.中國鑄造協(xié)會：中國鑄造協(xié)會，2019：375-378.

[2] 陳合芝.熔模鑄造硅溶膠型殼的研究進展[C].中國無機鹽工業(yè)協(xié)會無機硅化物分會.2016年全國無機硅化物行業(yè)年會暨創(chuàng)新發(fā)展研討會論文集.中國無機鹽工業(yè)協(xié)會無機硅化物分會：中國無機鹽工業(yè)協(xié)會無機硅化物分會，2016：59-61.

[3] 陳合芝.熔模鑄造硅溶膠型殼的研究進展[J].金屬加工（熱加工），2016（11）：67-69.