熔融石英砂在制殼耐材中應用的探索
公司名稱：鞏義市大千凈化材料有限公司 作者：Admin 發布時間：2021/10/14 19:59:22
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熔融石英在精鑄中應用雖然已有相當長的歷史，熔融石英砂在精鑄型殼的使用上更是逐年不斷增加，現已是僅次于鋁-硅系材料，遠遠超過鋯石等其他耐火材料，迅速成為制殼耐火材料的新秀。
熔融石英的缺點：
（1）粉料粒度分布范圍窄，再加上密度小，不利于涂料流淌、滴落；由于熔融石英涂料漿透明度高，使操作者難于識別涂料厚度和均勻程度。
（2）作為面層撒砂，熔融石英砂粒形為多角形，再加上密度小，容易架橋，形成浮砂。
熔融石英制殼工藝特點：
近來國內某些精鑄生產廠家的試驗和實踐證明，使用熔融石英型殼，脫殼性確實明顯改善，容易清理，代替鋯石經濟效益顯著。此外，型殼容易充型，澆注碳鋼鑄件還有利于防止表面脫碳。與此同時，也存在以下問題值得注意。
（1）由于粉粒粒形為多角形，密度小和其他一些原因，熔融石英配成涂料的流變行為不理想，流淌性、覆蓋性等均不如鋯石粉，粉液比也不易達到期望的水平。由于熔融石英透明度高，涂掛模組過程中，操作者不易判斷涂層厚薄和均勻程度。這些問題可考慮通過以下途徑解決：①改變攪拌方法，先快攪，后慢攪。合理級配粉料粒度。對此，美、歐各國進行了大量試驗研究，認為熔融石英粉與硅溶膠配制涂料時，較適合的粉料級配是270#或320#細粉50%，200#和120#粉料各占25%。涂料漿中加入少量鈦白粉，以降低涂層的透明度。④采用聚合物增強硅溶膠，并添加少量改善流平性的附加物。由此可見，推廣應用熔融石英，還需要得到粘結劑生產廠商的大力支持和密切配合，國外也常有熔融石英與某種合適的粘結劑捆綁銷售的做法。
（2）作為面層撒砂材料，由于熔融石英砂粒形為多角形，不利于蠟模上精細部位的充填，再加上密度小，砂粒容易架橋，形成浮砂，處臵不當，澆注時容易造成鋼液滲漏。對此，可適當減小撒砂粒度，用70#/120#砂代替50#/100#砂；目前國產熔融石英砂中，粉塵含量高，也是產生浮砂的重要原因。不難看出，制訂精鑄用熔融石英砂/粉的產品質量標準也是當務之急。采用聚合物增強硅溶膠，也有利于減少浮砂。
（3）溫度/濕度變化對涂層干濕狀態的影響，比其他耐火材料更為敏感。因此，對上述工藝條件的控制要求更嚴格。
（4）由于熔融石英在1200℃附近轉變為方石英，隨后，冷卻至300℃左右產生相變。所以，型殼焙燒后應盡快澆注。如果工藝要求必須二次焙燒，則焙燒溫度務必低于1000℃。
（5）由于熔融石英熱膨脹系數小，鑄件尺寸可能會變小。
應用熔融石英應注意的一些問題：
采用熔融石英作面層耐火材料需要特別注意它的適用范圍。從熱力學角度考慮，在高溫條件下，某些金屬和合金元素會和二氧化硅反應，例如，航空結構件的重要合金材料IN-718中，鈮就會與二氧化硅起反應，臵換出硅而污染合金。許多高溫合金中都含有的鋁、鈦等活性元素，或鉿、鋯和鑭等強化元素，以及鋁-鋰合金中的鋰等，在澆注溫度下也都有和二氧化硅反應的可能性。但從動力學角度考慮，還存在一個反應速度問題。
用熔融石英粉配制面層涂料，澆注普通碳鋼和低合金鋼最安全和保險。也可以適當比例和鋯石粉混合，澆注不銹鋼。但對于含有鈦、鈮等高活性元素的不銹鋼應慎用。一些精鑄廠家認為，由于熔融石英的主要化學成分是SiO2,用它作為面層材料澆注不銹鋼，可能會催生黑色硅酸鐵麻點或斑疤。鑄件表面一旦出現此類缺陷，防止鋼液和鑄件氧化是有效地應對措施。但值得一提的是，由于在澆注溫度下，鋯石也很容易分解成ZrO2和SiO2,所以，即使采用鋯石作面層材料，此類缺陷也同樣時有發生。改用剛玉作面層材料才是較為徹底的解決辦法。
綜上所述，熔融石英用在背層材料，在技術上難度較小，用作面層材料，則需要下點功夫。熔融石英作為一種制殼材料，在我國推廣應用，尚屬新生事物，需審慎從事，一切通過試驗，防止大起大落。
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