（2） 活性白土处理法 活性白土是有一种经酸处理后的黏土，它的晶格由硅氧四面体 和铝氧八面体交叉成层构成，各层间有大量的孔隙。好的白土， 其孔隙率可达60-70%，有很大的比表面积。因而具有较高的吸附 能力，能吸附模料中硬脂酸盐。此外，活性白土中的阳离子（特 别是三价铝离子）还能和模料中的带负电荷的的胶状杂质结集成 中性质点，变成凝胶下沉。所以可用活性白土去除模料中的硬脂 酸盐。 生产中一般用此法作为盐酸处理的补充工序，即每隔一段时间 将用盐酸处理过的模料加热到120℃ 左右，向模料中加入烘干的 活性白土（为模料重的10-15%）进行搅拌，半小时后，在120℃ 下保温静置4-5小时，待活性白土与液态模料充分分离后即可处理 好模料。

  2.1.1 原理：熔模铸造就是在蜡模（也可用 树脂模）表面涂覆多层耐火材料，待硬化 干燥后，加热将蜡模熔化，而获得具有与 蜡模形状相应形状的型壳，再经焙烧之后 进行浇注而获得铸件的一种方法，故又称 为失蜡铸造（Lost Wax Casting）。

  随着生产技术水准不断提高。新的蜡模工艺不断 出现，以及可供制模材料的品种日益增多，现在去模的 方法己不再限于熔化，而且也不限于蜡模，也可用塑料 模，但因习惯的原因，仍沿用原来名称。由于用这种方 法获得的铸件具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度 值，故又称为熔模精密铸造（Investment Casting）。

  1. 按组成模料的基体材料和性能的不同进行分类： 可分为蜡基模料、树脂基模料、填料模料及水 溶性模料等4类。

  2.2.2.1 蜡基模料 • A .石蜡：饱和的固体碳氢化合物，含有20个 以上碳原子烷烃的混合物。 • 分子通式：CnH2n2,式中n=20-30。 • 晶态物质，冷却曲线有明显而确定的平台。 耐热性较差，收缩率约为0.6—1.5%。针入度 15度，硬度较低，因此配以硬脂酸。化学性 质稳定，140以上分解碳化。 • 牌号：50，52…,70.(熔模铸造用58-64)，对 应其熔点。 • N =30,熔点70℃，即70度石蜡。

  用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂 的零件，还能够使有些组合件、焊接件在稍进行结构改 进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量、降低生产 成本。

  （5）铸造合金的类型就没有限制，常用来铸造合金钢件、 碳钢件和耐热合金铸件； （6）生产批量没有限制，可以从单件到成批大量生产。

  或热水槽加热。 对熔化后的模料要均匀搅拌，并用100 号或140号筛过滤除去杂质。然后放入容器

  FeCl3 → FeCl2 → Cl2 （有毒） 不足：设备要求高，污 染环境 C 活性白土处理法 吸附能力Al3与胶体杂质反应沉淀 补充使用

  • 熔模铸造特别适合于生产尺寸精度要求高，表面 粗糙度值低，形状复杂的铸件，合金材料不受限 制。 • 典型的产品主要有：定向凝固和单晶铸件、整流 器、汽轮机叶片、静叶片、热交换器等。

  2.1.2 熔模铸造的基本特点: 制壳时采用可熔化的一次模， 因无需起模，故型壳为整体而无分型面，且型壳是由高 温性能优良的耐火材料制成。

  • 5）硬度 为保持熔模的表面上的质量，模料应有足够得硬度，以防摩 擦损伤。模料硬度通常以针入度表示。模料的针入度多在4～6度 （1度＝0.1mm）。

  • 6）流动性 为了完满充填压型型腔并清晰复制出棱角及精细部位， 要求模料在压注时拥有非常良好的流动性，但模料流动性过高，注入 型腔时容易形成紊流、飞溅，使熔模表面产生流线、气泡等缺陷， 所以压注时模料的流动性要适当，不宜过高或过低。模料的流动 性可通过温度和粘度控制，在90℃附近，模料粘度应为3.0X102~3.0X10-1Pa s。 • 7）涂挂性 模料的涂挂性直接影响型壳的表面上的质量，可以用熔 模与粘结剂之间的接触角来衡量。

  熔模铸造的发 展史可以追溯 到4000年前， 埃及、中国和 印度是最早起 源的国家。

  所谓熔模精密铸造工艺，简单说就是用易熔材料 （如蜡料或塑料）制成可熔性模型（简称熔模或模

  （1）铸件尺寸精度较高和表面粗糙度较低，可以浇注形 状复杂的铸件，一般精度可达CT5~7级，粗糙度可达 Ra2.5-6.3μ m；

  （2）可以铸造薄壁铸件以及重量很小的铸件,熔模铸件的 最小壁厚可达0.5mm，重量可以小到几克； （3）可以铸造花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲 细孔的铸件；

  2.1.5 熔模铸造工艺过程 见图2-1。可用熔模铸造法生产的合金种 类有：碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈 钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜 合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。

  熔模制好后，上面要涂挂涂料、撒砂以制出型壳， 在制造熔模、制壳以及与蜡的熔失过程中，有时 会受到砂和涂料等异物的污染。所以，制模车间 一定要注意工作场地的卫生。防止模料污染（一 般要白大衣、拖鞋、瓷地面、工作台洁净）

  • 8）灰分 灰分是指模料经高温焙烧后的残灰。模料灰分含量高， 经高温焙烧后残留于型壳中的灰分多，势必对铸件内部和表面质 量产生不良影响。所以灰分也是模料重要的性能指标之一，应尽 量降低模料的灰分含量。一般而言，模料的灰分应低于0.05%。

  2.2.2.3 填料模料 • • • • 国外模料分类：填料模料和无填料模料 国外占模料市场50%以上份额。 作用：减少收缩，防止熔模变形和表面缺陷。 常用四种：枝链型聚苯乙烯；XLPS 冰烯醋酯；XLA 对苯二酸； 水。

  配制工艺：是指①按照模料的规定成分和 配比，②将各种原料熔融成液态， ③混

  在循环使用时，模料的性能会变坏：脆性增 大，灰尘增多，流动性下降，收缩率增大，颜色由白 变褐，这些主要与模料中硬脂酸变质有关，也有其它 原因。

  2. 力学性能：主要有强度、硬度、塑性、柔韧 性等。 3. 工艺性能：主要有粘度（或流动性）、灰分、 涂挂性等。

  • 1） 熔化温度和凝固温度区间 模料熔化温度控制在 50～80℃之间，凝固温度区间则以6～10℃为宜。 • 2）热膨胀率和收缩率 模料的收缩率是是模料的重要性 能指标之一，模料的热胀冷缩小，不仅可以提高熔模的 尺寸精度，也可减少脱蜡时胀裂型壳的可能性。模料的 线）软化点：模料开始软化变形的温度。40℃。 耐热 性是指温度升高时模料的抗软化变形的能力。模料的耐 热性高，抗软化变形的能力强，模样的尺寸精度越高。 • 4）强度 熔模要有一定的强度，以保证在生产过程中不 致损坏。模料的强度多用抗弯强度表示，其值一般不得 低于2.0MPa，最好为5.0~8.0MPa。

  • 松香：软化点70～90℃ • 用途 • 常与蜡料、聚合物等混合蜡基模料

  • 蜡基模料 • 优点：易于配制（熔点较低），复用性好。 • 不足：软化点过低，收缩率略大，硬脂酸价格过高。 • 松香基模料 • 优点： • 兼顾蜡基的长处，表面光亮、针入度小，常用于精度要求很 高的铸件生产中。

  以上反应统称为皂化反应，所产生的硬脂酸盐称为皂盐或皂化物， 大都不溶于水，但却能与模料均匀混合使模料性能变坏。

  • B .硬脂酸：固体的饱和羧酸（脂肪酸），分子式： C17H35COOH，提高熔模的表面强度和涂料的涂 挂性（润湿能力） • 与石蜡互溶，强度高，熔点高（2069），热稳定 性好（工业用常含杂质油酸——易氧化，降低稳 定性），硬度大 • 石蜡与硬脂酸配合使用调整其比例来控制性能 （软化点 强度等）（1:1） • 石蜡含量增加，强度增高，热稳定性下降 • 硬脂酸含量增加，软化点、流动性、涂挂性提高， 硬度提高，强度下降，凝固温度区间变窄

  A 严格控制温度的升限和在高温下停留的时间。避免模料的 烧损和变质。（防止局部过热） B 合理安排各组元的加热顺序 原则：溶剂优先，互溶在前。

  和表面上的质量。所以为获得高质量的熔 模，首先必须选择合适的熔模材料即 模料。

  1. 热物理性能：主要指有合适的熔化温度和凝 固区间、较小的热膨胀和收缩、较高的耐热 性（软化点）和模料在液态时应无析出物， 固态时无相变；

  （1） 盐酸（硫酸）处理法 具体方法为将水和旧模料放在不生锈的容器中（水占模料的2535%）加热至80-90℃，然后加入模料重3-5%的工业盐酸（或2-3% 的浓硫酸）继续加热，使酸与模料充分反应，经30-40分钟后，静置 使水与模料分离，然后过滤，浇成锭，由于硬脂酸铁与盐酸反应是 可逆的且很快达到平衡，因此模料中的硬脂酸铁难以去除干净。 盐酸和硫酸都可使除硬脂酸铁以外的硬脂酸盐还原为硬脂酸： Me（C17H35COO） HCl = C17H35COOH MeCl