熔模精密铸造中硅溶胶的应用研究

       20世纪60年代，硅溶胶开始在铸造领域的应用，主要是做粘结剂。基于它制备工艺简单、污染小和成本低的特点，使其在铸造业中得到了广泛的应用。目前，熔模精密铸造中经常以硅溶胶作为粘结剂使用，这样能够保证熔模精密铸造的质量。在精密铸造领域中，硅溶胶的相关研究已经逐步展开，对不同性质的硅溶胶进行详细的研究，进而确定不同性质的硅溶胶在熔模精密铸造中的使用类型，进而推动熔模精密铸造业的快速发展。硅溶胶在熔模精密铸造中主要应用在铸件壳型制备的过程中，由于使用硅溶胶这种具有特殊性能的粘结剂，使得铸件壳型的质量得到了大幅提升，这也使得硅溶胶在熔模精密铸造中得到了更为广泛的应用。

 一、硅溶胶的特性及其作为粘结剂的优势

1.硅溶胶的相关特性

硅溶胶是一种外观为乳白色的半透明胶体溶液，大多数情况下呈稳定的碱性，少数情况下呈现酸性。硅溶胶具有较低的粘度，分散性能好，能够充分的进入到需要填充的固体物质中，并且可以保障固体物质的表面平滑。在硅溶胶粒子的表面上有硅醇羟基和吸附水，这样能够有效的提高硅溶胶的润湿性。硅溶胶通过与有机树脂的均质混合后，可以有效的改善混合物质的机械、化学性能。

2.硅溶胶作为粘结剂的优势

硅溶胶作为粘结剂广泛的应用于熔模精密铸造中，取代了制备工艺繁杂、污染严重和成本高昂的水玻璃和硅酸乙酯水溶液。这种粘结剂在熔模精密铸造中得以广泛应用的优势主要在于：硅溶胶的配制工艺比较简便，没有复杂工序。它的涂料只需要调整成分后就可以使用，使其贮存起来比较方便。在进行浸涂工艺的时候，很容易操作。

二、硅溶胶的制备方法及其分类

1.硅溶胶的制备方法

(1)直接酸中和法:采用直接酸中和法制备硅溶胶时，利用离子交换法去除原材料中的钠离子，这样将得到含钠离子少的稀溶胶，然后将稀溶胶加热后停置一段时间，之后进行酸化反应;(2)单质硅一步溶解法:主要是利用硅粉在碱性物质的催化作用下和水反应后，生成水合硅酸，生成的水合硅酸将会在水介质中聚合;(3)胶溶法:胶溶法制备硅溶胶的过程中，首先利用酸液中和水玻璃溶液后，形成凝胶。

 2.硅溶胶的分类

主要有碱性硅溶胶、酸性硅溶胶和中性硅溶胶。

 三、熔模精密铸造中硅溶胶的应用

硅溶胶作为粘结剂在熔模精密铸造中得到了广泛的应用。将硅溶胶应用到熔模精密铸造中，不仅提高铸件的质量，也降低了产品的生产成本。在壳型干燥的过程中，壳型中的水分将会从壳型的内部传递到壳型涂层表面，这样将会影响到壳型的表面质量，由于在壳型表面涂有硅溶胶，硅溶胶在一定温度下就会凝固，并且一旦凝固后就不会再次溶解在其他物质中。因此，虽然壳型内部的水分会传递到壳型的表面，但不会影响到壳型表面的质量。此外，在干燥的过程中，水分在蒸发的过程中会吸收大量的热量，这样会是使蜡摸的温度下降，进而出现尺寸缩小的现象，致使壳型表面出现缺陷，所以要加快干燥的过程，这样才能够保证壳型的质量。