精密鋳造によるシェル製造技術(shù)の長所と短所

現(xiàn)在、國內(nèi)のダイカスト生産における主な製殻技術(shù)の長所と短所は以下の通りである：
1、現(xiàn)在、國內(nèi)のダイカスト部品の生産に広く採用されているシェル製造技術(shù)は以下の3種類がある：A、水ガラス型シェル、B、複合型シェル、C、シリカゾル型シェル、D水ガラス型シェルという技術(shù)は國內(nèi)で50年近くの生産歴史があり、その工場點(diǎn)數(shù)は今でも我が國のダイカストメーカーの中でかなりの比重を占めている。長年にわたり背層型シェル耐火材料の改良と新型硬化剤の普及応用により、水ガラス型シェルの強(qiáng)度は倍増し、鋳物の表面品質(zhì)、寸法精度及び歩留まりは大幅に向上した。安価なコスト、最短の生産サイクル、優(yōu)れた脫殻性能、高通気性は、今でも他のいかなる型殻プロセスにも及ばない。
1.1存在する主な問題
（1）水ガラス接著剤の固有の欠點(diǎn)はNa 2 O含有量が高く、型殻の高溫強(qiáng)度、耐クリープ能力がシリコン溶剤型殻にはるかに及ばないことである。加えて、表面層耐火物は低価格、粒度等級(jí)不良の石英砂（粉）を採用しているため、高品質(zhì)のダイカストを得ることができない必要がある。
（2）型殻の生産條件が悪く、厳格な生産過程及びパラメータの制御が不足している。硬化剤の強(qiáng)い腐食性のため、除塵設(shè)備が粗末で、恒溫、恒濕、除塵の生産環(huán)境がある職場は少ない。型殻と鋳物の品質(zhì)に影響する塗料の調(diào)製、硬化、風(fēng)乾、脫蝋などの工程は、業(yè)界規(guī)定の操作規(guī)範(fàn)に従って厳格に制御することは極めて少ない。型殻の風(fēng)乾所の溫度、濕度、風(fēng)速などはさらに制御されていないため、高、低溫または梅雨の季節(jié)に大量廃棄の品質(zhì)事故が発生することが多い。要するに、大部分の工場は手作業(yè)場の段階にとどまっており、科學(xué)的な品質(zhì)管理ではなく技術(shù)によって生産されている。これは水ガラス型シェルが數(shù)十年來鋳物の品質(zhì)が不安定で、廃品率、再修理率が高い重要な原因の一つである。
2、複合型シェル現(xiàn)在、多くの工場は第1、2層をジルコニウム英粉とムラ石粉、シリカゾル型シェルに変更している。背面層は依然として既存の水ガラス型シェル技術(shù)を用いなければならない。シリカゾル型シェルの優(yōu)れた表面品質(zhì)と水ガラスの低コスト、短周期の利點(diǎn)を組み合わせた改良案である。水ガラス型シェルに比べて、その鋳物の表面品質(zhì)は大幅に向上し、表面粗さの低下、表面欠陥の減少、再修理率の低下があった。生産周期は水ガラス型シェルに近い。
2.1主な問題點(diǎn)
（1）背層に水ガラス接著剤が殘っているため、その型殻全體の高溫強(qiáng)度、耐クリープ能力はシリカゾル型殻より低く、鋳造物の寸法精度及び形狀公差はシリカゾル型殻に及ばない。
（2）通気性は水ガラス型シェルに及ばず、シリカゾル型シェルにも及ばず、型シェルの高溫強(qiáng)度はシリカゾル型シェルに及ばず、廃品になりやすい。
（3）複合型シェル鋳造物の品質(zhì)安定性は水ガラスより良いが、シリカゾル型シェルにははるかに及ばない。
（4）複合型シェルは価格の高いジルコニウム英粉を表面層として採用したため、その型シェルのコストは水ガラス型シェルの4.5倍であり、もし背層にムライト砂粉を採用すれば、その型シェルのコストはシリカゾル型シェルのコストと大差がなく、そのコストが低い利點(diǎn)は明らかではない。
（5）複合型シェルは中溫ワックス材料を使用できない。中溫ワックスは溫水脫ワックスを使用することはできません。オートクレーブで脫蝋する場合、高溫、高圧のため、中溫ワックス液は背層中の水ガラス及び殘留硬化剤と激しい鹸化反応を起こし、回収処理を経ないと再利用できない。
3、シリカゾル型シェル1960年代、シリカゾルはセラミックシェル型接著剤として鋳造分野に応用され、すぐにその比類のない優(yōu)位性でかつて広く使用されていた調(diào)製技術(shù)が煩雑で、汚染があり、コストが高い水ガラスとケイ酸エチル加水分解液に徐々に取って代わった。実踐により、シリカゾル液をセラミックシェル型接著剤として使用することは以下の利點(diǎn)がある：調(diào)製技術(shù)が簡便で、塗料は貯蔵しやすく、浸漬塗布したスラリーは成分を調(diào)整した後に引き続き使用でき、材料の消費(fèi)を減少し、浸漬塗布技術(shù)の性能が安定し、操作しやすく、シリカアセチルで加水分解する時(shí)のアンモニア乾燥をキャンセルし、作業(yè)環(huán)境が改善され、濕度を制御できる熱風(fēng)乾燥を採用し、シェル型強(qiáng)度が高く、水系シリカゾルを採用し、安全性がよい。ケイ酸エチルからシリカゾルに切り替えた後、エネルギー消費(fèi)が20 ~ 30%減少し、シェル型合格率が15 ~ 20%向上し、作業(yè)環(huán)境が大幅に改善されたという。
3.1シリカゾル（低溫ワックス）型殻低溫ワックスの成形が容易で、設(shè)備が簡単で、ワックス型の表面粗さの差が大きくなく、技術(shù)は複合型殻より品質(zhì)が安定で、特に鋳物の寸法精度が高く、それは水ガラスの存在がないため、型殻の高溫性能がよく、焼成後の型殻の通気性が高く、クリープ抵抗能力が強(qiáng)く、薄肉部品、複雑な構(gòu)造の中小部品に適用することができ、また重さが50 ~ 100 kgの特大部品を生産することができる。
3.1.1問題がある
（1）低溫ワックスを採用するため、大部分の型殻は水中で脫蝋し、鹸化物が型殻に殘って鋳物表面の交雑を生じやすく、再修理率がやや高いことは避けられない。
（2）製殻の生産周期が長いことはその最大の欠點(diǎn)と不足であり、特に大きな部品、深い穴、深い溝の部品を生産する時(shí)、各層の乾燥は24 ~ 48 hを常用する。
（3）シリカゾル型シェル（低溫ワックス）型シェルのコストは水ガラス型シェルより5倍高く、複合型シェルより17%高い。鋳物のコストは相応に高い。
3.2シリカゾル（中溫ワックス）型シェルは國際的に通用する精密鋳造物の生産技術(shù)であり、それは最高の鋳造物品質(zhì)、最低の再修理率を有し、特に表面粗さの要求が高く、寸法精度が高い中小品、特別小品に適している。
3.2.1問題がある
（1）コストが高く、その型殻の生産コストは水ガラス型殻の8倍である。低溫ワックスシリカゾル型シェルよりも25%高い。
（2）生産周期は低溫ワックスシリカゾル型シェルと同じで、水ガラス及び複合型シェルよりずっと長い。
（3）生産中の大型部品は往々にして中溫液狀ワックス及び高圧注入ワックスを採用し、厚肉ワックス型は縮みやすく凹みやすく、鋳物の寸法精度はあまり高くない。中大部品は寸法精度、表面粗さに対しても小部品ほど高くないので、中大部品はシリコンゾル（中溫ワックス）型殻を採用することは少ない。
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