硅溶胶铸造工艺控制浅析

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　　摘 要：硅溶胶铸造通过蜡料等易溶材料将模样制作完成，将若干层耐火材料涂覆于模样之上，制作完成型壳，利用熔铸工作形成模样，再历经高温焙烧达到更好应用效果。硅溶胶铸造属于近净形技术的范畴，能够对优质精密铸件进行生产，普遍应用于工业生产工作之中。本文就硅溶胶铸造工艺控制进行分析，希望可以为硅溶胶铸造工艺更好应用提供借鉴。
　　关键词：硅溶胶铸造;工艺控制;模具制造
　　中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0049-02
　　1 制造模具
　　为了更好通过模具能够对工件模样的型进行压制，模具应当具备尺寸高精度，且表面粗糙度值应当较低，只有这样才能使蜡模质量得到保证。倘若铸件精确度比较低，亦或是生产批量比较小的情况下，可以在母模上直接浇筑易熔合金、环氧树脂与石膏，确保模具的制作完成。倘若铸件要求精度交稿，亦或是需要开展大批量生产工作，在进行模具压型时候可以通过钢、铝合金与铜合金切削加工制作完成，这样可以满足大多数企业对铝合金模具的应用需要。
　　2 压制蜡模
　　在模具型腔内部，将处理完成的蜡膏压入进来，通过冰水机的冰水进行冷凝处理，冷凝结束之后将其取出，并放置于水池之中，经过一段时间之后对其进行修整检验，这样就可以对单个蜡模予以获取，将蜡模称之为压力铸造零件。其中主要工作内容包括以下几点：
　　2.1 压蜡工艺参数
　　为了更好进行压蜡工艺制作，室内温度尽量控制在25℃左右，蜡缸温度尽量保持在56～60℃的范围中，射蜡嘴温度尽量控制在50～60℃的范围中，射蜡压力尽量保持在5～15MPa的范围内[1]。对于压蜡工艺的实际压力应当依据工件大小与壁厚对其进行调整，保压时间为数秒至几十秒不等，同样需要依据工件大小与壁厚对其进行调整，冷却水温度尽量保持在9℃左右。
　　2.2 操作注意事项
　　压蜡工作开展之前应当对模具型号进行认真检查，将模具打开并认真清洗模具型腔，将模具中的残留蜡清洗干净，为了避免对模具表面造成损伤，在开展相关清洗工作的过程中，不可以对金属物品进行使用，只能运用竹刀完成此工作。通过压缩空气，将模具型腔吹净，并对脱模剂进行喷洒，确保合模工作的顺利完成。
　　针对蜡模所进行的压制，不可随意对压制参数作出更改，尽量保持参数的一致和统一。对于压制完成的蜡模，倘若局部出现鼓起情况，蜡模存在缺角问题，变形问题无可修复，亦或是尺寸不符合有关标准，应当针对蜡模进行报废处理。
　　3 蜡膜修整
　　3.1 操作程序
　　在开展蜡模进行修整之前，应当对其外观进行认真检查，确保其具备清晰的棱角，表面位置比较平整，不存在任何缺陷，蜡膜尺寸应当满足相应要求与规定，不存在变形问题。在进行蜡膜修整工作过程中，应当顺着蜡模表面，通过刀片刃口将飞边或分模线刮除，不可以对蜡模造成损伤。也可以直接通过抹布擦除小飞边。针对蜡模凹陷位置处，应当通过修补蜡的方式来进行修复，完成修复之后需要对其表面的平整度进行检查，确保其表面平整无凹陷。同时要挑破蜡模中所存在的气泡，依托于修复工作确保其能够恢复原本面貌。倘若部分铸件的工艺要求比较高，针对蜡模皱纹则需要进行再次修补，确保其表面的平整度与光滑度。压缩空气气嘴是不可忽视的重要部分，需要将蜡屑清理干净，并存储于盘中[2]。在结束修磨工作之后，还需要对蜡模进行再次检查，确保其完整度并不存在变形，表面整洁平滑，字跡符合要求和规定，同时做好现场清理。
　　3.2 注意事项
　　针对完成修光的蜡模，应当与检验要求和规定进行核对符合。为了防止蜡模变形问题的产生，针对休整完成的蜡模需要进行要求核对，并存放于盘中进行保存存放。除此之外，还需要做好安全防火等安全防护工作。
　　4 模组焊接
　　4.1 工艺要求
　　为更好进行模组焊接，室内温度尽量控制在24℃左右。完成焊接之后，蜡模表面与浇口杯上缘的距离要保持最小距离应等于或大于60mm，蜡模与蜡模间的距离应当保持在6～8mm范围内，最小距离应当为4mm，带孔、槽间距应保持在10～12mm范围内，浇口长度方面应保持在8～12mm范围内。
　　4.2 操作程序
　　针对各个蜡模，应当重新开展目视检查工作，确保其都处于合格状态之中。在对浇道种类进行选择的过程中，应当依据铸件工艺技术的要求与规定来进行。针对模头做好检查，确保其合格，并将干净的盖板安装于合格蜡浇道的浇杯口上部，确保其平整不存在缝隙。倘若产生缝隙，应当使用电烙铁将其烫平，避免浆料流入问题的出现。借助粘结蜡或者电烙铁也可以进行模组焊接，将蜡浇道放置整齐，依据工艺技术的要求与规定，确保地焊工作的牢固性。已焊接完成蜡模组的交口杯，还需要对照工艺规定的金属材料要求进行辨认与标识。通过压缩空气将蜡屑吹掉。在完成上述工作之后做好现场处理。
　　4.3 注意事项
　　在焊接蜡模与浇道的过程中，应当确保焊接工作的牢固性，不可以存在任何缝隙。针对同一组蜡模组中的蜡模，应当运用同一材料进行焊接。倘若在蜡模上滴入或者存在蜡液，应将蜡滴修刮干净。结束此工作之后切断电源，并做好安全防护工作。
　　5 蜡膜清洗
　　5.1 工艺要求
　　蜡膜清洗剂可以选用ZF-301，清洗室温尽量控制在24℃左右。
　　5.2 操作过程
　　蜡膜清洗需要依照比例进行，此过程中，把控好搅拌时间。从运送车上取下蜡模组之后，将其全部浸泡于清洗液中，持续重复三次，每次花费的时间为5s，之后将模组提起，并将液体滴净。待将蜡模组取出之后，通过压缩空气将其吹干，亦或是晾干，并将其以吊挂形式运输至运送小车中。为了更好保证蜡膜组的清洗效果，必要情况下还需要进行抽查。在同一批清洗的模组中，可以对两组浸入硅溶胶的模组进行选取，通过压缩空气清理出其中的水分，将其吊挂至运送校车中。倘若模组全部润湿，还需要重新清洗整体模组。 　　5.3 注意事项
　　蜡膜的清洗需要保证其质量，如果液面出现降低，应当在第一时间内，对新液进行补充。倘若存在白色片状物污染问题，需要对其进行静置，时间为24h，并吸出三分之二干净溶液，将剩余脏液倒出，对新液进行补充。通常情况下，每配一次清洗液，可以使用的时间大约为40天，可以清洗的模具超过6000至8000组。在对清洗液进行应用的过程中，应当在第一时间取出掉落的模具等物品，避免清洗液污染。结束清洗之后，需要将各个外来物清除，并做好密封存储，如果存在换气设备，还需要保证空气的流通性。
　　6 型壳制造
　　6.1 配比
　　由于产品不同，所选用的涂料粘度值有所不同。倘若产品形状结构比较繁琐复杂，应当选用粘度值较低的涂料。倘若产品形状比较简单，并且属于大面积平面类，可以选用粘度值较高的涂料。配比表如表1所示。
　　6.2 控制要求
　　为了更好進行型壳制作，制壳间的温度控制在25摄氏度左右，面层间的湿度控制在55%至70%范围内。过渡层的湿度尽量控制在50%至65%的范围内。背层湿度尽量控制在40%至60%范围内。面层涂料倘若不是新料，其搅拌时间不得低于24h，倘若部分属于新料，其搅拌时间不得低于12h。如过渡层与背层均为新料，在进行搅拌的过程中，其搅拌时间不得低于12h，倘若部分为新料，其搅拌时间不得低于6h。[3]
　　6.3 操作要点
　　针对清洗完成的模具，需要在涂料桶中慢慢浸入，浸入过程中应当保持一定角度，同时进行旋转浸入，并利用较快速度将其取出，将多余涂料滴除，通过压缩空气将附着于面上的气泡吹破，针对模组进行持续转动，并将其放入淋砂机之中，将砂均匀覆盖于模组表面位置处，通过周转小车对其进行干燥处理。利用同样形式对过渡层与背层进行上砂，在完成全部干燥工作之后，对其进行封浆干燥处理。
　　7 脱蜡及蜡处理
　　在蒸汽脱蜡斧中，将型壳倒入进来，促使蜡模熔化，并从下方位置处流出，通过水分离器应用对蜡液进行收取，并使用除水桶做好蜡水分离，将蜡中的杂质清除，12小时之后，利用过滤网将蜡液放入静止桶中进行6～8小时的静置，在完成此工作之后，将蜡液放入保温箱中进行保温存储。流出蜡模之后的型壳就是铸型。
　　型壳由制壳间至脱蜡斧的时间应当不超过1.5分钟，最为适宜时间应低于1分钟。一旦进入脱蜡斧，13秒之内保证其最小压力须到达0.6MPa。除水桶的搅拌温度应控制在110至120℃范围内。静置桶温度不得超过90℃，倘若温度过高，蜡液容易引发老化。保温箱温度应当处于54至62℃范围内。
　　8 型壳焙烧、浇注、落砂和清理
　　浇筑型壳的过程中，应当做好焙烧工作。在1100℃的燃油炉或者电热炉中，对型壳进行焙烧，时间为50分钟，这样能够将脱蜡后的残余蜡液清除，实现型壳强度与透气性能的提升，以免型壳出现变形或者破裂。为了减少工件缩孔问题的出现，需要注重降低可浇注钢液与型壳的温差。待冷凝铸件之后，可以将铸型毁掉，将浇注系统去除，并将毛刺清理干净，这样就可以获得目标铸件。一般情况下，针对不锈钢铸件表面位置需要做好酸洗与钝化处理。
　　9 结语
　　要想确保硅溶胶铸造工作的顺利完成，其基础工作就是科学工艺参数的设定，并做好生产过程中温度的严格控制。依据具体情况，针对不同的产品，做好数据调整。不同的产品其大小、复杂程度不同，这都需要进行细微的、细致的数据调整，并选用最为适宜的工艺来进行处理。为了提升硅溶胶铸造工艺控制工作的科学性、合理性与高效性，还需要做好工艺人员的选用，具备一定经验的人员应为首选，这是进行硅溶胶铸造工艺开展的重要人为因素。
　　参考文献
　　[1] 武超.快干型硅溶胶在精密铸造领域中的应用[C].中国铸造协会.第十五届中国铸造协会年会论文集.中国铸造协会：中国铸造协会，2019：375-378.
　　[2] 陈合芝.熔模铸造硅溶胶型壳的研究进展[C].中国无机盐工业协会无机硅化物分会.2016年全国无机硅化物行业年会暨创新发展研讨会论文集.中国无机盐工业协会无机硅化物分会：中国无机盐工业协会无机硅化物分会，2016：59-61.
　　[3] 陈合芝.熔模铸造硅溶胶型壳的研究进展[J].金属加工（热加工），2016（11）：67-69.
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