矽溶膠、水玻璃等結合劑在熔模鑄造中的應用

矽用什麼溶解

熔模鑄造中常用的粘結劑以矽酸膠體溶液為主，包括矽溶膠、水玻璃和矽酸乙酯水解液。矽溶膠、水玻璃是以水為載體的鹼性矽酸膠體，矽酸乙酯水解液是以乙醇為載體的酸性矽酸膠體，本質上都屬於矽酸膠體。

（1）矽溶膠

矽溶膠在二十世紀六十年代被引入到熔模鑄造工藝中，最初是以Na+作為穩定劑、膠粒直徑為12-14nm；七十年代出現了7-8nm的小粒徑面層用矽溶膠，八十年代又出現了增強型矽溶膠；九十年代中期，國外研製出快乾型矽溶膠，以替代矽酸乙酯，改善了矽溶膠型殼制殼週期長的問題。矽溶膠在我國大規模使用始於九十年代，製備方法以離子交換法和溶解法為主，分別是透過離子交換置換出水玻璃中的Na+和其他雜質，將工業純矽溶於水中並過濾製得。

（2）水玻璃

熔模鑄造生產中最常見的是鈉水玻璃，即Na2O·MSiO2·NH2O，M俗稱“模數”，為SiO2與Na2O的摩爾數比。一般認為不同模數的M和含水量N的水玻璃具有不同的化學結構形態。熔模鑄造用水玻璃的模數一般為3。0-3。4，含水量N決定了水玻璃的質量濃度，其中通常含有如氧化鐵和氧化鋁等雜質，外觀呈灰色或綠色。

（3）矽酸乙酯

矽酸乙酯一般是由四氯化碳和乙醇經化學反應制得，屬於醇基易燃液體，應用於熔模鑄造中的有矽酸乙酯32和40。標準HB5345-1986中其引數的要求見表1。矽酸乙酯本身不是粘結劑，須水解成水解液才具有粘結能力，即矽酸乙酯中的乙氧基逐步被水中羥基所取代，而取代產物又不斷進行縮聚的過程。矽酸乙酯制殼常用“空氣+氨氣”硬化法，也可用快速膠凝硬化法，氨氣既可透過鹼解反應加快水解，又可透過改變塗層中水解液的酸鹼度加快縮聚反應進行，因此矽酸乙酯制殼時存在氨固化和抽風出氨步驟。

表1熔模鑄造用矽酸乙酯引數