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型殼制造是熔模鑄造的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，直接影響鑄件質(zhì)量。硅溶膠型殼層間干燥時(shí)間長(zhǎng)，影響供貨周期。為了適應(yīng)熔模鑄造生產(chǎn)大型、薄壁、復(fù)雜鑄件的發(fā)展趨勢(shì)，以及滿足市場(chǎng)快速交貨的要求，本論文主要圍繞減少型殼開裂，縮短制殼周期開展工作。 硅溶膠在型殼干燥過(guò)程中實(shí)現(xiàn)膠凝，常溫強(qiáng)度比硅酸乙酯型殼低，在制殼和脫蠟過(guò)程中容易造成開裂破壞。論文中結(jié)合型殼工藝的具體特點(diǎn)，指出了制殼中干燥收縮受阻是造成破壞的主要原因，同時(shí)指出存在兩種不同的裂紋自修復(fù)機(jī)制。脫蠟過(guò)程是造成型殼開裂的重要環(huán)節(jié)，論文對(duì)蠟?zāi)Ｔ诿撓炦^(guò)程中的溫度變化進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了熔融蠟的外泄通道，認(rèn)為必要時(shí)可以選擇合適位置開設(shè)排蠟孔，以降低型殼開裂的危險(xiǎn)。作者設(shè)計(jì)了在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)高壓蒸汽脫蠟釜中模組溫度變化的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，為分析脫蠟釜中實(shí)際熱物理過(guò)程提供了幫助。 在提高硅溶膠型殼質(zhì)量和縮短制殼周期方面，論文從內(nèi)因和外因兩方面開展研究工作。內(nèi)因指提高粘結(jié)劑性能，研究新型硅溶膠。研究中主要通過(guò)對(duì)硅溶膠膠體表面進(jìn)行鋁離子改性和填加高聚物PVA來(lái)實(shí)現(xiàn)硅溶膠快干和增強(qiáng)。為了實(shí)際生產(chǎn)的需要，考慮了硅溶膠及所配涂料的保存性。論文研究成果所獲得的新型堿性快干硅溶膠能夠適應(yīng)我國(guó)耐火材料堿性雜質(zhì)多的特點(diǎn)。實(shí)踐證明，新型快干硅溶膠將層間干燥時(shí)間從6～12h縮短至1～2h。 干燥環(huán)境是影響型殼干燥速度和質(zhì)量的外因。論文對(duì)空氣相對(duì)濕度、空氣流動(dòng)速度、蠟?zāi)？锥吹纳顝奖取⑿蜌[放位置以及通、盲孔特征等諸因素對(duì)型殼干燥過(guò)程的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)境空氣流動(dòng)速度對(duì)型殼干燥速度影響很大，風(fēng)向?qū)ι顝奖却笥?的通孔和深徑比大于1的盲孔的型殼干燥速度產(chǎn)生明顯影響，因此制作型殼背層時(shí)要使用4～6m/s的強(qiáng)風(fēng)，并使用旋轉(zhuǎn)風(fēng)。為防止面層因干燥過(guò)快而收縮開裂，不能用風(fēng)，并且空氣相對(duì)濕度應(yīng)在60％以上。 論文中還結(jié)合熔模鑄造型殼工藝的具體特點(diǎn)對(duì)型殼干燥過(guò)程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，其結(jié)果與實(shí)際情況吻合。

    關(guān)鍵詞：
    熔模鑄造 型殼 粘結(jié)劑 干燥機(jī)理 層間干燥 硅溶膠型殼
    作者：
    呂志剛
    學(xué)位授予單位：
    清華大學(xué)
    授予學(xué)位：
    博士
    學(xué)科專業(yè)：
    材料科學(xué)與工程
    導(dǎo)師姓名：
    黃天佑
    學(xué)位年度：
    2004
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    TG249.5 TU581