王晓明

摘 要：精密铸造制壳技术是我国工艺制造行业中非常重要的一种工艺，目前在我国工艺制造生产中最常使用的工艺技术主要有四种，这四种技术分别为水玻璃型壳、复合型壳、硅溶胶（中温蜡）型壳以及硅溶胶（低温蜡型壳），对这四种工艺技术进行分析有利于我国工艺制造水平提升。通过这四种工艺技术的分析和比较以及对其制壳成本的控制是实现对我国工艺制造行业技术改量的基础，对该行业的发展以及国民经济的增长具有十分重要的意义，是推动我国制造行业发展的重要动力之一。

关键词：精密铸造；制壳；成本优化

目前我国在进行精密制造制壳生产中所使用的四种技术中有三种工艺制造方法使用的是低温蜡，只有硅溶胶（中温蜡）型壳制造时使用的是中温蜡。我国社会经济的发展和科技水平的提升使得精密铸造也生产的要求逐渐提升，传统的制壳工艺技术已经无法完全适应时代发展的需要，所以需要相关工作者结合自身工作需要对这些工艺技术进行改进，以促进其生产质量和生产效率的提高，进而促使使用这些技术生产出的产品的竞争优势得到提升，进而提高其综合竞争实力。

1 水玻璃型壳

这种制壳工艺是我国目前精密制造业中使用的所有制造工艺中资金投入最少、制造时间最短的、透气性最高的一种工艺技术，另外，其还具有较好的脱壳性，这些优势都是其他生产工艺技术所不具备的。且随着先进工艺材料的使用和新型硬化剂等辅助材料的应用时这项工艺的操作效果也在逐渐增强，能够在很大程度上提高我国精密制造业生产水平的提高。然而，这项生产工艺技术也具有一个非常大的缺点，就是使用该工艺生产出的产品质量较其他的精密制壳工艺相比相对较低。

1.1 存在的问题

（1）水玻璃粘结剂由于有较高的Na2O含量，因此，在高温下的型壳强度以及抗蠕变仅为硅溶剂型壳的11301/50。同时，由于面层的耐火材料选用的石英砂（粉）硬化剂选用氯化钱，这就导致精铸件的质量等级较差。

（2）使用该工艺进行生产时的环境状态并不是很高，所以对生产标准的控制能力较差，再加上工艺的相关操作标准和相关管理制度并不能得到良好的落实，所以精密铸件的加工质量也无法得到保障。所以这项制造工艺在实际生产过程的质量水平一直得不到提高，生产出现失误的可能性比率较大。

1.2 进方法及成本优化

使用高出度的硅微粉取代原本的石英砂粉作为生产工艺中的耐火材料，同时将圆形石英粉作为材料表层个涂料，以此来促进耐火材料表面的稳定性增强。另外，坚强对具体生产工作的管理效率非常重要，严格按照生产规范和技术水平对水玻璃型壳的具体生产过程执行严格的管理不仅恩能够推动生产环境的改变，同时还能使生产出的产品质量得到很大程度的增强。出上述做法之外，使用新型耐火材料及新型工艺进行加工，并竟可能避免在制壳生产中使用硬化剂和水玻璃，这样可以实现在不影响工期的情况中在增加少量成本的前提下提高工艺生产质量。

2 复合型壳

通过上文的分析我们能够发现水玻璃型壳制造工艺尽管拥有很多生产优势，但同时也具有非常大的缺点，而这一缺点会对产品质量产生根本性的应先，所以一些常见在生产总摸索经验，形成了复合型壳工艺方法，该方法是将硅溶胶型壳与水玻璃型壳两种工艺结合在一起，可以实现对两种工艺技术的完美融合，使这两种工艺技术的有点能够得到充分发挥，从而使生产水平和产品质量得到提高。

2.1 存在的问题

该工艺形式是有两种工艺方式混合而成，而由于水玻璃型壳的生产质量和产品的耐高温性等性能较差，所以使得混合型壳工艺的生产精确程度和产品质量与单纯的硅溶胶型壳工艺相比相对较低。水玻璃和硬化剂是使用会严重降低该项制壳工艺所生产出的产品质量，使产品的性能大大降低。另外，硅溶胶型壳的使用会使得精密制造产品的透气性下降，若其生产过程中的保温时长较短或者是烘烤时的温度较低会导致严重的产品缺陷，所以该技术并不适用于所有精美产品类型的生产加工。

2.2 改进方法及成本优化

（1）面层型壳的耐火材料选用石英代替锆英砂，实践也证明了这种方法现实可行。采用该方法可使每吨型壳成本下降了3000元左右，仅比水玻璃型壳增加460元。（2）背层耐火材料需要具有稳定的质量，优良的高温性能并且相对便宜，同时还要保证与面层耐火材料的膨胀率匹配。推荐两种背层材料，分别为石英粉涂料一耐火粘土（体积比1：1）和颗粒粉涂料一耐火粘土f体积比7：3）。（3）加强生产工序的质量管理，改善生产环境。

3 硅溶胶（低温蜡）型壳

硅溶胶（低温蜡）型壳工艺在制造大件时具有其独特的优越性和适应性。低温蜡型壳工艺相比中温蜡设备简单，并且成型容易。最终得到的表面粗糙度也相差不大，这就能符合中大铸件对尺寸、精度等较低的要求。与复合型壳相比，其尺寸精度高、高温性能好、抗蠕变能力强。

3.1 存在的问题

（1）型壳多在水中脱蜡，铸件表面易产生夹杂，因此该方法返修率较高。（2）硅溶胶（低温蜡）型壳的生产周期较长。如若有死角末干透，水中脱蜡时容易使硅溶胶回溶，最终导致型壳产生裂纹。（3）该方法成本较高，约为水玻璃型壳的5倍，较复合型壳多l7%。

3.2 改进方法及成本优化

（1）针对该方法在水中脱蜡不彻底而产生夹杂缺陷，多采用蒸汽脱蜡方法保证铸件质量。如果采用热水脱蜡，需在水中加人少量下业盐酸（体积分数1%-3%）二在回收蜡的过程中，可以选用含盐酸3%-5%的酸化水，并保证足够的沸腾时间和沉淀时间。（2）采用日渐成熟的“快干硅溶胶”制壳，从而缩短生产周期。快干硅溶胶市场价仪高出普通硅溶胶的20%-30%，该成本提高可通过减少电耗来弥补。（3）采用石英粉作为而层耐火材料可以有效降低该型壳工艺的成本，相比采用错英石其成本可下降55.8%。

4 硅溶胶（中温蜡）型壳

该工艺是当今国际上最流行的精铸生产工艺，其得到的铸件质量高、返修率低，尤其适用于中小件和特小件的生产。

4.1 存在的问题

（1）该工艺制壳、所选择的蜡模材料的成本较高。生产时耗电量大，设备投入也很大，因此成本很高。（2）生产周期明显长于水玻璃型壳和复合型壳工艺。

4.2 改进方法及成本优化

（1）采用熔融石英或石英粉代替错英石粉可以保证产品质量，并有效降低成本。（2）采用快干硅溶胶制壳，缩短生产周期。

5 结论

综上所述，目前我国精密铸造行业中使用的四种工艺技术各自具有其优缺点，这些特点对其自身命运的走向具有非常重要的决定作用，从目前的情况来看，水玻璃技术随着生产需求的增加所暴露出的缺点已经越来越明显，日后被其他工艺技术所替换已经成为一个必然趋势，而硅溶胶制造技术则会在未来的精密铸造也发展中应用越来越普遍，最后成为该行业发展中最主要的制壳工艺技术。而面层型壳因为具有生产成本较低、生产时间较少等优势逐渐被行业内部接受。

参考文献

[1]籍君豪.精密铸造4种制壳工艺特点分析及改进方向探讨[J].特种铸造及有色合金，2006，26（7）：441-444.

[2]李毓飞，杨先发，吴仁智.精密铸造节能与制壳工艺比较[J].全国无机硅化物行业协会年会，2008.