§4 陶瓷型铸造 4.1概述 陶瓷型铸造（Ceramic Mold Casting）是在砂 型铸造和熔模铸造基础上发展起来的一种铸造方 法，又称Shaw Process肖氏法，它是用高质量陶 瓷浆料形成铸型型腔的方法。 4.1.1工艺过程 （1）整体陶瓷铸型的造型过程 首先将模型固定于模板上（a）； 再套上砂箱（b）； 然后将预先调好的陶瓷浆料倒入砂箱（c）； 将表面刮平，等待结胶硬化（d）； 待浆料一旦出现弹性即可进行起模（e）； 随即点火喷烧（吹压缩空气助燃）（f）； 待火熄灭后，移入高温炉中焙烧即成所需的陶瓷型。 整体陶瓷铸型特点 陶瓷浆料多，成本高 透气性差 型壁厚，喷烧时产生较大变形 用于制陶瓷芯或陶瓷镶块 （2）复合陶瓷铸型的造型过程 首先将底套模型固定于模板上（a）； 再套上砂箱（b）； 然后将预先调好的陶瓷浆料倒入砂箱（c）； 将表面刮平，等待结胶硬化（d）； 待浆料一旦出现弹性即可进行起模（e）； 随即点火喷烧（吹压缩空气助燃）（f）； 待火熄灭后，移入高温炉中焙烧即成所需的陶瓷型。 （2）复合陶瓷型制造过程 复合陶瓷铸型，即与金属液直接接触的面层，灌注 陶瓷浆料，而其余部分用砂套或金属套代替。 目前生产上应用最广的是CO2水玻璃砂底套陶瓷型。 CO2水玻璃砂套有强度高、透气性好、制作简便等优点。 其特殊之处，在于实现要准备两个模型，一个用于 灌陶瓷浆料的铸件模，另一个用于制造底套，其尺寸 较铸件模大。 4.1.2工艺过程特点 用陶瓷浆料形成铸型型腔，型腔表面光洁、尺 寸精确 铸型的耐火度高，适用于各种不同合金，特别 是高熔点的合金钢 不适合做孔深或多分型面的铸件 存在灌浆过程，不适合浇注批量大的铸件，难 于机械化、自动化 陶瓷型起模后产生缺陷，难于修补 4.1.3应用 可生产较精密、复杂的各种大小铸件，合金不 限，以单件小批为主 主要用于生产各种模具：玻璃制品模具、塑料 制品模具、橡胶制品模具、锻造用模具、铸造用 模具等 4.2陶瓷型铸造工艺 4.2.1母模与底套 （1）母模 可用木模、石膏模、金属模、快速成形样件 尺寸精度 母模公差比铸件公差高 表面粗糙度 比铸件低2级 （2）底套 陶瓷型的底套一般都采用水玻璃砂制作 水玻璃砂可采用CO2硬化或有机酯硬化 对于批量小、尺寸大的零件，制作底套的 模具可在原母模上贴黏土层或橡胶层形成。 黏土层或橡胶层的厚度即为陶瓷浆料层 的厚度。 批量生产时，要制作专用的模型制造底套。 4.2.2陶瓷浆料原材料 （1）耐火材料 耐火材料及粒度级配 根据合金种类选择耐火材料种类 粒度级配 目的：为了达到高浆料粉液比，铸件表 面更光洁 粉液比 粉液比即耐火材料和黏结剂之间的比例。粉液 比大，虽然强度会高些，但陶瓷浆料的流动性 差，表面光洁度差。如果粉液比小，虽然流动性 会好，表面光洁度较好，但容易产生裂纹。 铸型常温强度 铸型高温强度 硅酸乙酯32 2.96MPa 3.88MPa 硅酸乙酯40 3.46MPa 4.99MPa 水解计算及水解方法同熔模铸造 加水量B（g） 乙醇加入量C（g） 实际加水量（g） 盐酸加入量D（g） 硅酸乙酯 40 M 0.35 SiO2 16～18% 陈化时间 20～24h 水解时，先在容器内放入纯净水，然后加入酒精，搅拌均匀，随 后量取盐酸及醋酸加入容器内，搅拌均匀。然后将搅拌器一直处于 搅拌状态，然后缓慢加入硅酸乙酯，其水解的反应方程式如下： 由于该反应为放热反应，水解的温度过高或过低都会影响水解液 质量。温度最好控制在 40-55℃范围之内。因此，在加入硅酸乙酯 的过程中，若温度过高，则需在水解容器外面加冷却水；若温度过 低，则需加大硅酸乙酯的流量，整个水解过程都需在密闭容器内进 行，防止溶剂酒精的挥发。硅酸乙酯加入完毕后，需继续搅拌 2-3 小时，然后装入密闭容器内，待其陈化 24 小时后方可使用。 作用：改变PH值，使黏结剂胶凝 种类：有机和无机两种，以有机催化剂 性能更好 使用无机催化剂的问题：陶瓷型强度偏低，起模时间 要求严格 用有机催化剂的陶瓷型强度高，同时取模时 间范围大（半小时），使操作方便，用量可按图 右中A量 燃烧升华的物质：酚醛树脂、淀粉、萘 发气
