20世紀(jì)六十年代。硅溶膠做為粘結(jié)劑運(yùn)用于鑄造各個(gè)領(lǐng)域。馬上以其無(wú)法比擬的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)逐漸替代了曾經(jīng)被廣泛使用的有環(huán)境污染、成本相對(duì)高的硅酸乙酯水解液．自此，英、美、法、日等國(guó)的熔模鑄造業(yè)迅速且廣泛的選用了硅溶膠．俄國(guó)從20世紀(jì)八十年代末也漸漸地選用硅溶膠，并獲得顯著效果。但是，硅溶膠是一種水基粘結(jié)劑．其漿料的膠凝硬化時(shí)間很長(zhǎng)。且受干燥環(huán)境溫度和濕度的影響到非常大．這直接影響到了生產(chǎn)周期及鑄造件的產(chǎn)品質(zhì)量。國(guó)際上普遍選用將硅酸乙酯水解液和硅溶膠兩種粘結(jié)劑相結(jié)合，既可降低生產(chǎn)成本，又可縮短生產(chǎn)周期，進(jìn)而保證鑄造件的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著環(huán)保要求更加嚴(yán)格。對(duì)空氣中VOC含量有嚴(yán)格限制，硅酸乙酯制殼車間已達(dá)不到要求。需進(jìn)行空氣過(guò)濾。因而，這種醇基硅酸乙酯粘結(jié)劑的使用呈下降趨勢(shì)。正在被增強(qiáng)型快干硅溶膠替代。鑒于此，這篇文章綜述了增強(qiáng)快干硅溶膠的研究現(xiàn)狀及其在鑄造各個(gè)領(lǐng)域中的運(yùn)用。

1國(guó)外研究現(xiàn)狀及在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用

早在1980年，人們就以聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素等水溶性高聚物為增強(qiáng)劑來(lái)改性硅溶膠．并將其應(yīng)用到熔模鑄造中，以用來(lái)提高型殼濕強(qiáng)度、加快干燥速度，受到了精鑄廠家的青睞。如1992年Remet公司推出了RemasolAdbondB聚合物增強(qiáng)硅溶膠．次年又推出改進(jìn)產(chǎn)品RemasolAdbondBV聚合物增強(qiáng)硅溶膠。20世紀(jì)90年代以后，由于環(huán)保方面的壓力越來(lái)越大．不少原先采用硅酸乙酯制殼工藝的廠家紛紛改用硅溶膠。這些廠家大多希望在現(xiàn)

有廠房、設(shè)備基本不變的前提下。保持原來(lái)的生產(chǎn)進(jìn)度和能力。為此，重要的一點(diǎn)就是制殼層間干燥時(shí)間要和使用硅酸乙酯時(shí)保持大體一致。在此背景下，硅溶膠生產(chǎn)廠家研制和開(kāi)發(fā)了層間干燥時(shí)間更短的所謂聚合物增強(qiáng)快干硅溶膠。

1994年杜邦公司首先推出LudoxSK系列硅溶膠．如LudOXSK．B、LudoxSK—R和LudoxSK-F等。其中。LudoxSK．R被確認(rèn)為硅酸乙酯水解液的理想替代品。英國(guó)蘇格蘭格拉斯哥國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室用LudoxSK．R制得的型殼濕強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度比硅酸乙酯型殼高出約1倍，殘留強(qiáng)度和高溫透氣性大體相當(dāng)。2001年Remet公司推出了ADBOND⑧3301系列產(chǎn)品(SP．3301和LP．3301)，主要用作背層粘結(jié)劑。層間于燥僅lh后，型殼強(qiáng)度即可達(dá)到大值，不但具有較高的濕強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度，而且殘留強(qiáng)度較低、容易脫殼等。某公司采用FOSECO公司生產(chǎn)的DCOAT快干硅溶膠制殼工藝代替硅溶膠一硅酸乙酯復(fù)合制殼工藝生產(chǎn)了23臺(tái)末級(jí)導(dǎo)葉片，產(chǎn)品全部符合設(shè)計(jì)要求。1998年美國(guó)第46屆精鑄年會(huì)上．美國(guó)BuntrockR&D實(shí)驗(yàn)室將研制的大粒徑高濃度快干硅溶膠(Megasol硅溶膠)公布于眾，研究發(fā)現(xiàn)采用該硅溶膠制成的型殼濕強(qiáng)度比標(biāo)準(zhǔn)硅溶膠高出l倍以上，完全適用于熔模鑄造。很多精鑄廠使用Megasol進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其完全可以替代硅酸乙酯水解液。這種硅溶膠克服了聚合物增強(qiáng)硅溶膠的涂料漿易老化、穩(wěn)定性較差，難以有效地監(jiān)控質(zhì)量等缺點(diǎn)。20世紀(jì)末。美國(guó)BuntrockIndustries公司和英國(guó)WexChemicals公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)出WEXCOAT粘結(jié)劑，跟一般的聚合物增強(qiáng)硅溶膠不同。它不是靠加入聚合物，而是靠加入不溶于水的有機(jī)纖維(尼龍絲)WEXPERM來(lái)增強(qiáng)的一種纖維增強(qiáng)改性硅溶膠。由于纖維的存在。水分由里向外遷移，加快了型殼干燥速度。此外，采用纖維增強(qiáng)涂料，涂層厚度增加，涂掛層數(shù)可減少1層。生產(chǎn)實(shí)踐業(yè)已證明,ⅦXCOAT粘結(jié)劑完全適用于有色、黑色和高溫合金的精密鑄造。

2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用

浙江宇達(dá)化工有限公司與清華大學(xué)聯(lián)合在國(guó)內(nèi)率先成功研制了FS．30快干硅溶膠(現(xiàn)稱FS．I．即鋁離子改性快干硅溶膠)，并對(duì)其制殼工藝進(jìn)行研究。1997年11月通過(guò)機(jī)械工業(yè)部鑒定。FS．I快干硅溶膠的制殼周期和型殼強(qiáng)度均與傳統(tǒng)硅酸乙酯型殼相當(dāng)．但制殼時(shí)間為普通全硅溶膠型殼的l／2～1／4，甚至更短。但是FS．I快干硅溶膠在干燥速度和

型殼性能上與國(guó)際知名的LudoxSK系列產(chǎn)品還有差距。為此，上述兩家單位又開(kāi)發(fā)出了FS．II、FS—IⅡ兩種增強(qiáng)型快干硅溶膠。其中，F(xiàn)S．III增強(qiáng)快干硅溶膠和LudoxSK．R硅

溶膠的型殼干燥速度和型殼性能相近。馬波將浙江宇達(dá)化工有限公司生產(chǎn)的FS—II快干硅溶膠應(yīng)用于熔模精密鑄造中，效果不錯(cuò)。此外，清華大學(xué)還研制了乳膠增強(qiáng)型快干硅溶膠(編號(hào)為F)等。羅瓊等采用東莞市惠和硅制品有限公司生產(chǎn)的SKP227型快干硅溶膠進(jìn)行型殼制造。研究發(fā)現(xiàn)SKP．27型快干硅溶膠型殼比普通S．1430硅溶膠型殼常溫強(qiáng)度高。高溫強(qiáng)度相當(dāng)、殘留強(qiáng)度低、潰散性好，在同等工藝條件下，前者比后者的干燥速度約快50％。李毓飛等分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)精密鑄造業(yè)的發(fā)展方向，并對(duì)現(xiàn)行精密鑄造生產(chǎn)的制殼工藝優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，提出了一種新型節(jié)能精密鑄造粘接劑．ZF．801型快干硅溶膠。通過(guò)分析ZF一801型快干硅溶膠型殼的制殼時(shí)間、鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量、常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、殘留強(qiáng)度，結(jié)果表明，ZF．801型快干硅溶膠符合“十一五”規(guī)劃的降低能耗．較少污染物排放的要求，且成本適中。

3在陶瓷型鑄造中的應(yīng)用

眾所周知．陶瓷型鑄造常用的粘結(jié)劑為硅酸乙酯水解液。同熔模鑄造一樣。硅酸乙酯價(jià)格昂貴、水解工藝復(fù)雜、且存在嚴(yán)重的VOC問(wèn)題及安全隱患。目前在硅酸乙酯水解液的工藝改進(jìn)方面進(jìn)行了大量研究。但是，生產(chǎn)主要原料硅酸乙酯依然很昂貴，且水解工藝復(fù)雜，從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看。硅溶膠完全代替硅酸乙酯水解液在陶瓷型鑄造中應(yīng)用已成為可能。尤其是各種增強(qiáng)快干硅溶膠的研制成功。前期研究表明。硅溶膠可代替硅酸乙酯水解液而被應(yīng)用于陶瓷型鑄造中．既可滿足傳統(tǒng)陶瓷型鑄造的基本要求，又可降低生產(chǎn)成本、改善操作條件。但是，由于硅溶膠是水基粘結(jié)劑．其膠凝硬化時(shí)間很長(zhǎng)，達(dá)不到硅酸乙酯的生產(chǎn)效率、干燥條件不易控制、鑄型彈性差且易產(chǎn)生裂紋等．這嚴(yán)重限制了硅溶膠在陶瓷型鑄造中的應(yīng)用。綜上所述，進(jìn)一步研究增強(qiáng)快干硅溶膠，并將其應(yīng)用到陶瓷型鑄造中以期保證鑄型的質(zhì)量且降低生產(chǎn)成本及空氣中的VOC含量?？s短生產(chǎn)周期是其今后研究的重要方向。