電熔剛玉

電熔剛玉電熔法制成的剛玉質耐火原料二氧化鋁含量高。剛玉晶粒完整粗大。化學穩定性高、 以上工業氧化鋁或高鋁磯土熟料為原料在電弧滬內熔融，除去餘質，冷卻而成的熔塊。

品種主要有電熔棕剛玉和電熔白剛玉兩種。用高鋁礬土生產棕剛玉時，高鋁礬土需在電熔前預燒，脱去其中的吸附水和結構水，以加快電熔過程並降低電耗。

為了在電熔過程充分還原，有效地除去雜質，需在原料中加入適量的無煙煤和鐵粉。氧化鋁生產白剛玉時，由於原料純度高，而不需要採用還原方法分離雜質。電熔棕剛玉的氧化鋁含量大於94.5%，白剛玉的氧化鋁含量大於98%。電熔剛玉的性能與燒結氧化鋁基本相同，但有的電熔剛玉顯氣孔率較高 ^[1]  。

鑄造塗料是用來改善鑄型表面的耐火温度、化學穩定性、抗金屬沖刷性、抗粘砂性等性能的一種覆蓋物，鑄造塗料與鑄件表面質量密切相關。

1.型殼的製作是熔模鑄造的關鍵工序之一。

2.型殼中耐火材料約為其重量的90%，型殼材料的成本為精密鑄造生產成本的近30%，其中耐火材料的成本為型殼材料成本的80%。所以，在熔模鑄件生產時，耐火材料不但極大地影響型殼性能，而且選擇合適的耐火材料將影響熔模鑄造的成本。型殼耐火材料的合理選用對鑄件的成本、質量和生產效率有很大的影響。

3.鋯英材料廣泛應用為精鑄行業的防粘砂塗料中的填料。多年來鋯英材料依賴進口，近年來鋯英材料的需求量不斷增大，從而導致了鋯英材料價格的不斷上升。價格的上漲對精鑄行業的生產成本影響很大。

4.電熔剛玉的主要成分是Al₂O₃，耐火温度雖然低於鋯英粉，但電熔剛玉具有較好的化學穩定性，高温條件下不會發生相變，不會與氧化物發生化學反應，而且在電熔剛玉中加入少量的附加物，能改善其固相燒結能力，塗層的緻密性得到提高。

5.有較好的抗粘砂性能，還具有資源廣泛、價格低廉的特點。

6.為了解決精鑄行業鋯英材料短缺成本上升等問題，採用電熔剛玉製造熔模鑄造的型殼面層 ^[2]  。

鑄造業是機械製造業的基礎，是國家生產力的代表；失蠟法鑄造又稱精密熔模鑄造，隨着社會生產為發展，零部件結構朝着整體化、精密化、複雜化、輕量化的方向發展，我國精密鑄件的要求越來越高；由於精密熔模鑄造生產出的鑄件尺寸精度、表面質量與其它鑄造方法相比要好，而且適用的合金類型、種類很廣，精密熔模鑄造的應用越來越廣。

熔模鑄造的基本工藝就是：先將蠟等易熔材料製成模型；按照一定的比例，將耐火材料和粘結劑等在容器中均勻混合，經過攪拌、去沫等工序後，將耐火材料和相應的粘結劑配製成為適宜粘度的料漿，將表面清洗乾淨、尺寸精確的蠟模放在料漿裏浸蘸，然後取出撒砂、乾燥；這樣重複幾次，且每一次撒砂的粒度及料漿的粘度都要變動；最外一層只掛漿，不準撒砂；在蠟模表面塗上多層耐火材料多層，這些耐火材料在蠟模表面乾燥，待其徹底硬化充分乾燥後，就會形成一個達到強度要求的整體型殼，再用蒸汽或熱水將蠟等易熔材料從型殼中熔掉，從而製成型殼，在型殼中形成腔體，然後把整體殼型放在砂箱中，在其周圍填充幹砂，把型殼放置在燒爐中，經過高温焙燒，將型殼預熱到一定温度，型殼經培燒後，使型殼達到一定的強度並保證透氣性，減小型殼的熱膨脹係數，最後在真空設備中將熔融的合金澆入型殼的腔體中，待金屬在腔體內冷卻後凝固，經過型殼外面耐火材料敲碎、清砂等表面處理後，生產出金屬鑄件。

由於熔模鑄造製造出來的鑄件有較好的形位公差、表面粗糙度、尺寸公差、表面光滑和尺寸精度，是一項近淨形成形工藝，也被稱為熔模精密鑄造；精密鑄造不僅適用於各類合金鑄造，而且適用於鑄造耐高温、形狀複雜的鑄件。

熔模鑄造的產品特點：

（1）熔模鑄件的尺寸精確，幾何精度高，表面粗糙度小，表面光滑，保證了鑄件的一致性，產品質量高。在很多情況下，熔模鑄造得到的鑄件可以免去機械加工過程，或加工餘量也很小。

（2）失蠟法熔模鑄造工藝適用範圍廣泛，適用於包括鑄鐵、碳素鋼、工具鋼、鋁合金、鐵合金等在內的幾乎所有的鑄造合金，尤其是適用於難於鍛造、焊接、機械加工的材料。能減少加工餘量，節約原料成本，提高利用率，生產效率高。

（3）由於失蠟法熔模工藝成型好，零部件的重量明顯減小，加工成本降低，大批量、小批量生產都非常合適。適合於造型困難、形狀複雜、尺寸精度較高的複雜鑄件的生產。特別是可以鑄造耐高温的合金鑄件，產品層次提高，採用熔模精密鑄造節省機械加工設備和人力，加工餘量小，能很大程度地節約原材料 ^[3]  。

制殼是熔模精密鑄造過程中最為核心的內容，制殼的工藝影響鑄件的表面質量。熔模鑄件質量的好壞與型殼的質量密切相關，且型殼面層不僅與鑄件表層直接接觸，用電熔剛玉作熔模鑄造塗料，上塗料前的蠟模應清理乾淨，而且蠟模表面要很好地硬化；塗料使用前應攪拌均勻，並稀釋到適宜的濃度；工作場地應清潔，以免污染塗料；在整體蠟模上進行浸塗料和手工塗刷時，蠟模塗掛性良好。

電熔剛玉批量用於熔模鑄造制型殼面層，生產穩定，工藝成熟；性能優良，尤其適用於各種形狀複雜的零件，澆注所得的鑄件機械性能較好；電熔剛玉作為熔模鑄造型殼面層耐火材料，主要應用於高温合金、鎂合金等鑄件的面層制殼材料，已施塗完畢塗料的蠟模必須充分乾燥；塗料施塗的蠟模幹後有塗層不良的需用指定的塗料補刷 ^[1]  。

型殼表面層與高温液態金屬直接接觸，當金屬液澆入型殼後，短時間內型殼內層的温度急劇上升到1300℃以上。因此要想得到表面光潔、輪廊清晰的鑄件，型殼內表層不僅必須光潔、緻密和輪廊清晰，而且還應具有良好的化學穩定性，避免澆注後鑄件產生粘砂麻坑等缺陷。電熔剛玉用於熔模鑄造制型殼面層達到了這些要求。

電熔剛玉鑄件的表面光滑、無裂紋、縮松等鑄造缺陷，電熔剛玉複合塗料能滿足型殼對塗料的工藝要求。電熔剛玉由於自身結構緻密、強度和硬度較高，而且型殼在焙燒及冷卻的過程中沒有相變，型殼強度很高。鑄件表面粗糙度可達Ra3.2-Ra6.3。符合產品質量要求。從而大大減輕了後續機械加工的工作負擔。很多情況下，熔模鑄件不經過機加工而直接使用。由於電熔剛玉化學穩定性較好，抗酸鹼的能力強，在各種金屬液中不會發生化學反應和變化，可以徹底避免產生黑色麻點、斑疤缺陷，在形狀比較複雜，要求較高的鑄件表面形貌時，採用一般的鋯英材料製造型殼都使清理工作產生極大的困難，從而突出了採用電熔剛玉的優越性。

採用電熔剛玉製造熔模鑄造型殼面層，製得的鑄件尺寸波動範圍較小，鑄件表面光亮，尺寸精度較高，鑄件尺寸精度完全能滿足產品質量要求；可以大大減輕機加工的負擔，有時甚至可以全部取消後續的機加工工序。

電熔剛玉製造熔模鑄造型殼面層工藝的優點在於其鑄件表面質量高，型砂能再生利用，尺寸穩定。不但能滿足質量要求，同時也降低了鑄造成本 ^[2]  。

電熔白剛玉是以優質氧化鋁粉為原料，經電溶提煉結晶而成，它的硬度略高於棕剛玉，韌性稍低、純度高、自鋭性好，磨削力強、發熱量小、效率高、耐酸鹼腐蝕、耐高温、熱穩定性好。用其製成磨具，適用於削高碳剛、高速剛等。還可以做為研磨，拋光材料，精密鑄造，噴塗材料，化工觸媒載體，特種陶瓷、高級耐火材料等 ^[2]  。