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型殼制造是熔模鑄造的關鍵工藝環(huán)節(jié)，直接影響鑄件質(zhì)量。硅溶膠型殼層間干燥時間長，影響供貨周期。為了適應熔模鑄造生產(chǎn)大型、薄壁、復雜鑄件的發(fā)展趨勢，以及滿足市場快速交貨的要求，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程中實現(xiàn)膠凝，常溫強度比硅酸乙酯型殼低，在制殼和脫蠟過程中容易造成開裂破壞。論文中結合型殼工藝的具體特點，指出了制殼中干燥收縮受阻是造成破壞的主要原因，同時指出存在兩種不同的裂紋自修復機制。脫蠟過程是造成型殼開裂的重要環(huán)節(jié)，論文對蠟模在脫蠟過程中的溫度變化進行了數(shù)值計算，分析了熔融蠟的外泄通道，認為必要時可以選擇合適位置開設排蠟孔，以降低型殼開裂的危險。作者設計了在生產(chǎn)現(xiàn)場檢測高壓蒸汽脫蠟釜中模組溫度變化的實驗方案并進行了實際測量，為分析脫蠟釜中實際熱物理過程提供了幫助。 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)因指提高粘結劑性能，研究新型硅溶膠。研究中主要通過對硅溶膠膠體表面進行鋁離子改性和填加高聚物PVA來實現(xiàn)硅溶膠快干和增強。為了實際生產(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我國耐火材料堿性雜質(zhì)多的特點。實踐證明，新型快干硅溶膠將層間干燥時間從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。論文對空氣相對濕度、空氣流動速度、蠟?？锥吹纳顝奖取⑿蜌[放位置以及通、盲孔特征等諸因素對型殼干燥過程的影響進行了實驗研究。實驗表明，環(huán)境空氣流動速度對型殼干燥速度影響很大，風向?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要使用4～6m/s的強風，并使用旋轉風。為防止面層因干燥過快而收縮開裂，不能用風，并且空氣相對濕度應在60％以上。 論文中還結合熔模鑄造型殼工藝的具體特點對型殼干燥過程進行了三維數(shù)值模擬，其結果與實際情況吻合。

    關鍵詞：
    熔模鑄造 型殼 粘結劑 干燥機理 層間干燥 硅溶膠型殼
    作者：
    呂志剛
    學位授予單位：
    清華大學
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    材料科學與工程
    導師姓名：
    黃天佑
    學位年度：
    2004
    語種：
    中文
    分類號：
    TG249.5 TU581