水玻璃型壳常见的缺陷有裂纹、变形、鼓胀，蚁孔、蠕孔及气孔等，现分析如下。
一、型壳裂纹
型壳裂纹有两种情况，一是浇口杯产生裂纹，如图1所示；二是型壳表面产生裂纹，如图2所示。
图1 浇口杯裂纹
图2 型壳表面裂纹
浇口杯裂纹特征：型壳的浇口杯有裂纹，严重时浇口杯开裂。
型壳表面裂纹：在型壳的表面上有弯曲的、深浅不等的裂纹。
1．产生原因
（1）涂料中水玻璃的模数、密度过高或过低；涂料中的粉液比过低；或硬化剂的浓度、温 度和硬化时间不当，硬化不充分；或型壳在硬化前的自然风干时间不够，不利于硬化剂的继续渗透硬化，影响了硅凝胶的连续性和致密性；或型壳的层数不够等原因，导致型壳的强度低，出现了裂纹。
（2）涂料层涂挂的不均匀，或撒砂层厚薄不均；尤其是浸涂料后没有撒上砂的部位，硅凝胶在收缩时受力不均匀，导致型壳产生裂纹。
（3）脱蜡液的温度低，脱蜡时间太长。由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数，脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用；如果超过此时型壳的强度极限，就会产生裂纹，甚至开裂。 （4）焙烧时，型壳入炉温度高，升温过快，或高温出炉急冷；或型壳多次焙烧，产生微裂纹，甚至裂纹，降低了强度；或型壳的高温强度低，使型壳在焙烧时产生裂纹。 （5）清理浇口杯时，机械损伤浇口杯。
2．防止措施
（1）采用下列措施，型壳的高温强度就高。①水玻璃的模数M=3.0～3.4，密度ρ=1.30～1.33 g/cm3配制的加固层涂料。②采用合理的涂料配制工艺，并执行涂料的“配比-温度-粘度”曲线。③采用合理的硬化工艺，控制硬化剂的“浓度-温度-硬化时间”；或选用氯化铝代替氯化铵硬化型壳。④合理的制壳工艺，如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合，硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。⑤采取措施增加型壳强度，如常用的增加型壳层数，或采用复合型壳等；必要时大件型壳可用铁丝加固等。
（2）蜡模浸入检验合格的涂料中，上下移动和不断地转动，提起后滴去多余的涂料，使涂料均匀地覆盖在模组的表面上；不能出现涂料的局部堆积或缺少涂料（漏涂）；并及时、均匀撒砂。
（3）适当提高脱蜡液的温度，控制在95～98℃；缩短脱蜡时间，以15～20min，不超过30min为宜；水玻璃型壳脱蜡的要点：高温快速。必要时，改进脱蜡方法。
（4）选用合理的焙烧工艺，氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850～900℃，时间0.5～2h；并严格执行；必要时，采用阶段升温，或冷却；型壳焙烧不能超过两次。
焙烧良好的型壳呈白、粉白或粉红；焙烧不良的型壳呈深或深灰，表示型壳残留较多的碳分。
（5）清理浇口杯时应仔细，避免机械损伤；必要时，改进浇口杯的结构。
二、型壳变形
特征：型腔的尺寸不符合图样要求，如图3所示。
图3 型腔变形的型壳
１．产生原因
（1）型壳高温强度低，其抗高温变形能力也低。型壳变形大部分是在脱蜡、焙烧或浇注过程中产生的。浇注时，靠近浇口的高温有可能使型壳发生变形。
（2）涂料的粘度大，涂层过厚，涂料堆积；或硬化液浓度低，温度低，硬化时间短，硬化不足等原因，导致型壳的强度低。
（3）脱蜡液的温度低，脱蜡时间太长。由于蜡料的热膨胀系数大于型壳的热膨胀系数，脱蜡缓慢将导致型壳在脱蜡的过程中受到各种应力的作用，是型壳在脱蜡过程中变形。
（4）中小件型壳的焙烧温度过高、焙烧时间过长；或冷却过快；或焙烧时摆放不当（堆压、挤压），使得支撑受力不平衡等原因，引起局部变形。
（5）焙烧炉不能满足工艺要求。
（6）焙烧与浇注配合不当，型壳在焙烧后的热态时，强度较高；温度下降时，强度随之下降。如型壳在冷态下浇注，型壳急剧升温热膨胀系数大，导致型壳变形。
2.防止措施
（1）下列因素的合理匹配与控制，就可以适当的提高型壳的高温变形能力：①水玻璃的模数M=3.0～3.4，密度ρ=1.30～1.33 g/cm3配制的加固层涂料。②选用硬化剂；氯化铝硬化的型壳比氯化铵硬化的型壳。③铝硅系粉、砂，代替硅石粉、砂。④制壳工艺。如涂料粘度与撒砂粒度的合理配合，硬化工艺参数要确保型壳充分硬化。⑤ 焙烧和浇注的合理配合，防止型壳在冷态下浇注。⑥采用复合型壳，如水玻璃与硅溶胶型壳，水玻璃与硅酸乙
酯型壳等。
（2）掌握、运用、控制涂料的“配比-粘度-温度”关系曲线；注意涂挂操作，使涂层均匀地覆盖；控制硬化液的浓度、温度和硬化时间，使型壳充分硬化。
（3）型壳停放12～24h再脱蜡；选择合理的脱蜡工艺，脱蜡液的温度控制在95～98℃，脱蜡时间为15～20min，不超过30min；以及型壳在脱蜡过程中的摆放等。
（4）选择合理的焙烧工艺，氯化铵硬化的型壳焙烧温度T=850～900℃，时间0.5～2h；注意型壳在焙烧过程中的摆放，避免型壳彼此挤压；控制焙烧出炉的冷却速度等。
焙烧良好的型壳呈白、粉白或粉红。
（5）加强焙烧炉的定期检测和日常维护保养，使其满足焙烧工艺要求。
三、型壳鼓胀
特征：型壳整体鼓胀，或局部涂层鼓胀。型芯鼓胀，如图4所示；型壳内表面鼓胀，如图5所示。
图4 型芯向型腔鼓胀
图5 型壳内表面层向型腔鼓胀
１．产生原因
（1）型壳分层的各种原因：①水玻璃模数高，或涂料的粘度大；操作不当，或撒砂时间控制不当，使涂料或型砂局部堆积；以及硬化不良等原因。②面层硬化前的自然风干时间太长，与第二层涂料润湿和结合不好。③涂料撒砂后，表面有浮砂；或面层砂的粒度过细，砂中粉尘过多或砂粒受潮含水分过多；导致第二层涂料与面层砂结合不牢。④面层硬化后晾干的时间短，型壳局部表面残留过多的硬化液等原因。
（2）型壳抗高温变形能力低的原因：①型壳高温强度低，其抗高温变形能力也低。型壳鼓胀大部分是在脱蜡、焙烧或浇注过程中产生的。②涂料的粘度大，涂层过厚，涂料堆积，或硬化液浓度低，温度低，硬化时间短，硬化不足等原因，导致型壳的强度低，抗高温变形能力也低。
（3）脱蜡液的温度低，脱蜡时间太长。
（4）中小件型壳的焙烧温度过高、焙烧时间过长；或冷却过快；或焙烧时摆放不当（堆压、挤压）等原因。
（5）焙烧与浇注配合不当，如型壳在冷态下浇注，型壳急剧升温热膨胀系数大，导致型壳鼓胀。
2.防止措施
（1）防止型壳分层的各种措施：①控制制壳场地的温度保持在22～26℃为宜；适当的降低涂料粘度，增加其流动性；必要时，在涂料中适当的添加表面活性剂，改善涂料的涂挂性、覆盖性；注意操作方法，即型壳浸入涂料中，要上下移动和不断地转动，提起后滴去多余的涂料，使涂料均匀地涂挂和覆盖在型壳的表面上，立即撒砂，不能出现涂料或型砂的局部堆积，并充分硬化。②型壳硬化前应自然风干一定的时间，一般选用15～40min，以型壳“不湿不白”为宜；硬化后要进行晾干，使型壳继续进行渗透硬化，硬化的更加充分。③检验型砂的粒度和粉尘（粉尘含量≤0.3%），控制型砂在使用中的湿度应≤0.3%；并及时清除型壳上多余的浮砂；面层撒砂的粒度不要过细，以40/70目为宜。
