CN101213036A - 熔模铸造壳和包括稻壳灰的组合物 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及在熔模铸造壳模(10)中加入稻壳灰改进所述壳模(10)的渗透率、壳构造厚度和/或壳构造均匀性。一种制造所述壳模(10)的方法包括混合耐火填料、稻壳灰和优选纤维以形成干混物；将该干混物与粘合剂溶胶混合以形成耐火浆料，并采用所述耐火浆料以制造熔模铸造壳模(10)。

Description

熔模铸造壳和包括稻壳灰的组合物
技术领域
本发明涉及用于熔模铸造技术的改进的方法和组合物。
背景技术
通过脱蜡工艺的熔模铸造壳追溯到远古的埃及和中国。然而，如今所实践的这项工艺是自1930年代的相对新的技术，代表了快速成长的行业和科学。通过将熔融金属浇铸到围绕所需金属型材复制的一次性蜡预成型坯形成的可消耗的陶瓷壳模中，熔模铸造技术简化了复杂金属型材的生产。“精密熔模铸造(Precision Investment Casting)”，即PIC，是本领域对这项技术称谓的术语。
常规PIC工艺包括六个主要步骤：
1、制备预成型坯：
所需金属铸件的一次性模型预成型坯由诸如蜡之类的热塑性材料制成，所述热塑性材料将会熔化、蒸发或完全燃烧，以在脱蜡的陶瓷壳模中不留下污染残余物。模型预成型坯是通过向为金属铸件设计用于生产所需形状、大小、和表面光洁度的阴模的、可分割的金属模或“工具”中注入热塑性材料而制备的。通过熔融可将单一的或多个预成型坯组合成注入熔融金属以填充所述壳模的一次性蜡“直浇口系统”；
2、通过以下步骤进行的壳模构造：
(a)将预成型坯组件浸入耐火浆料中以在所述预成型坯上定义耐火材料涂层，所述耐火浆料具有在碱稳定的胶体硅粘合剂的水溶液中的细粒耐火颗粒；
(b)将该耐火涂层与干的粗粒耐火颗粒或“灰泥(stucco)”接触以定义灰泥涂层，和
(c)空气干燥以定义坯体空气干燥的不可溶结合的涂层。通过连续涂敷可重复这些工艺步骤以构造一个具有所需厚度的、“坯体(green)”、空气干燥的壳模。
3、脱蜡——通过如下方法从所述“坯体”空气干燥的壳模中除去一次性蜡预成型坯：高压蒸汽、将该“坯体”空气干燥的壳模投入加热到1000～1900的闪烧脱蜡(flash de-waxing)炉中，或通过任何其他能快速加热并液化所述蜡的方法，以使过度压力的增加不会使所述壳模破裂。
4、煅烧——在约1600～2000下加热脱蜡的壳模以除去挥发性残余物，并在该壳模中形成坚固的陶瓷结合。
5、浇铸——所述加热的壳模从炉中取回并放置以接受熔融的金属。金属可以通过气体、间接电弧或感应加热来熔融。可在空气中或在真空室中浇铸熔融的金属。熔融金属可由铸勺或直接从熔融坩锅静态地或离心地倒入冷气熔融金属以在所述模中生产凝固的金属铸件。
6、取出铸件——其中包含凝固的金属铸件的壳模被分裂开，并从该陶瓷壳材料中分离出所述金属铸件。通过用磨盘锯或切从所述直浇口系统中分离出铸件。铸件可通过滚洗、喷射或喷沙来清洁。
熔模铸造壳模是脆的，并容易破裂。在改进熔模铸造壳模强度的努力中，已将少量切碎的耐火纤维和或结合切碎的有机纤维加热含水耐火浆料中。包括这些少量切碎的耐火纤维的耐火浆料可在预成型坯上涂敷更厚的涂层。然而，这些浆料需要显著添加聚合物以获得满意的坯体强度和浆料流动性。
因此，需要用于提供具有改进的强度并避免现有技术中缺点的熔模铸造壳模的材料和方法。
发明内容
本发明涉及在可消耗的预成型坯上快速形成陶瓷壳模，以及由此得到的陶瓷壳模。通过借助浆料加入稻壳灰改进了所述壳模的渗透率和/或其他性能。通常，用于形成熔模铸造壳模的浆料包括耐火干混物，和与所述干混物混合以形成耐火涂层浆料的合适的粘合剂溶胶，其中所述干混物包括耐火填料、有效量的稻壳灰和优选的玻璃纤维、陶瓷纤维或有机纤维。用含稻壳灰的浆料制备陶瓷壳模，优选与不含稻壳灰的壳模相比含有可改进所述模的渗透率或其他性能的有效量的稻壳灰。
在多个实施方式中，本发明教导了将稻壳灰与耐火填料结合形成干混物，然后将该干混物与胶体硅或其他合适的溶胶混合以形成熔模铸造浆料的技术。该浆料随后在熔模铸造工艺中用于壳模的生产中；所述壳模如现有技术中已知的进行“脱蜡”、焙烧和浇铸。优选，所述浆料进一步包括纤维，所述纤维可以是无机的或有机的，切碎的或研磨的。可使用的耐火填料例如熔融硅石、锆石、氧化铝、氧化铝硅石或其他耐火填料。所述耐火填料可包含范围从几微米的微细粉或小于-120目到-325目的细粉到10到40目的粗集料的多种粒径。含有纤维和耐火填料的干混物容易且方便使用，并有助于确保浆料均匀。通过在此描述的方法制备的壳，相对于不含上述干混物的浆料生产的那些壳，显示出显著的优点。
关于在此描述的多种方法，所述制造方法最通常包括如下步骤：提供第一和第二耐火涂层浆料，其中至少一种所述浆料由包括耐火填料、稻壳灰和优选的纤维的干混物形成，所述干混物与水溶性胶体溶胶混合形成所述浆料；在可消耗的模型上涂敷所述第一和第二耐火涂层浆料中的一种以制造涂敷过的预成型坯；可选择地在所述涂敷过的预成型坯上涂敷灰泥；充分干燥所述可选择地涂以灰泥的涂敷过的预成型坯以在该预成型坯上涂敷所述第一或第二耐火涂层浆料中的另一种；当所述预成型坯包括至少一层由所述干混物形成的耐火涂层浆料的涂层时，重复必要次数的所述耐火浆料的涂敷和可选择地涂敷灰泥的步骤以形成具有所需厚度的预成型坯；干燥所述多层的预成型坯以制造熔模铸造坯壳模；和将所述坯壳模加热至足以制造烧结熔模铸造壳模的温度。
所述填料的粒径在约20目到约600目之间，优选约-120目到约-325目。所述填料可以与煅烧焦炭的混合物形式使用。
第一干混物与第一胶体溶胶混合形成第一浆料。第二干混物与第二胶体溶胶混合形成第二浆料，其中第二胶体溶胶可以与第一胶体溶胶相同，也可以不同，第二浆料也可以与第一浆料相同或不同。可用的胶体溶胶包括但不限于胶体硅溶胶、用胶乳改性的胶体硅溶胶、硅酸乙酯、离子硅酸盐或其混合物，优选胶体硅。
第一浆料涂层涂敷到诸如塑料或蜡的可消耗的预成型坯上以生产预成型坯。然后，用耐火材料在该预成型坯上涂以灰泥，并干燥。然后将第二浆料的涂层涂敷到该涂以灰泥的预成型坯上。将耐火材料的灰泥涂敷到第二层上以形成预成型坯，然后将该预成型坯干燥。除去可消耗的预成型坯以制造坯壳模，焙烧该坯壳模以制造陶瓷壳模。
在本发明的另一方面中，将第一浆料涂敷到可消耗的预成型坯上，其被涂以灰泥并干燥。然后至少再涂敷一层第一浆料的层，涂以灰泥并干燥以生产具有由第一浆料形成的多层的预成型坯。然后涂敷第二浆料、涂以灰泥并干燥。还可用第二浆料涂敷多层。除去可消耗的预成型坯，将所得的坯壳模焙烧以生产陶瓷壳模。通过将一种或多种陶瓷填料与胶体溶胶混合可形成第一基本涂层浆料。也可以将一种或多种陶瓷填料、稻壳灰和优选与纤维一起形成的干混物与胶体溶胶混合形成第一浆料，其中所述纤维例如陶瓷纤维或诸如尼龙和聚丙烯的有机纤维。通过将一种或多种陶瓷填料的干混物与纤维混合可形成第二浆料，所述纤维例如陶瓷纤维或诸如尼龙和聚丙烯的有机纤维。用于所述浆料中的胶体溶胶可以相同，也可以不同。可用的胶体溶胶包括但不限于胶体硅溶胶、胶乳改性的胶体硅溶胶、硅酸乙酯、离子性硅酸盐及其混合物，优选胶体硅溶胶和胶乳改性的胶体硅溶胶。
在本发明的又一方面中，将一种或多种陶瓷填料与胶体溶胶混合以生产基本不含纤维的第一浆料。将纤维与陶瓷填料的共混物与胶体溶胶混合形成第二浆料。可用于第二浆料的纤维包括但不限于陶瓷纤维、玻璃纤维和有机纤维。可用的有机纤维包括但不限于尼龙和聚丙烯。用于第二浆料的陶瓷填料可以与任何用于第一浆料的陶瓷填料相同或不同。用于第一和第二浆料的胶体溶胶也可以相同或不同。可用于第一和第二浆料的胶体溶胶包括但不限于胶体硅溶胶、用诸如胶乳等聚合物改性的胶体硅溶胶、硅酸乙酯、离子性硅酸盐及其混合物，优选胶体硅溶胶和胶乳改性的胶体硅溶胶。
在本发明的这个方面中，将第一浆料涂敷到可消耗的预成型坯上并涂以灰泥、干燥以制造涂有灰泥的预成型坯。然后涂敷第二浆料，涂以灰泥并干燥以形成所述预成型坯。可涂敷第二浆料以形成多层。然后除去可消耗的预成型坯，并将所得到的坯壳模焙烧以制造陶瓷壳模。
相对于现有技术，本发明为陶瓷壳模的制造提供了许多优点。例如，纤维和陶瓷填料的干混物的形成使向胶体溶胶粘合剂中加入陶瓷填料和纤维变得容易，而不需在使用前连续搅拌或重新搅拌该胶体溶胶和纤维预混物。另一个优点是，不需在加入陶瓷填料前将纤维在液体粘合剂中预分散或与聚合物的添加剂结合。进一步的优点是不需使用聚合物的粘合剂添加剂以改进坯体强度。再一个优点是，本发明避免了现有技术中在高剪切混合时纤维团聚的问题。更进一步的优点是，使用包括纤维的干混物的浆料构造了更厚的涂层。与采用不包括纤维的共混物的浆料相比，采用包括纤维的干混物的浆料的使用还构造了更厚的更均匀的壳。
附图说明
图1是所需金属铸件的正面一次性预成型坯1。
图2是在除去预成型坯1之前坯壳10的等视轴图。
图3是脱蜡并干燥的陶瓷坯壳20的等视轴图。
具体实施方式
干混物
可用于本发明多方面的干混物包括稻壳灰，优选包括有效量的稻壳灰以增加渗透率，改进所述壳的均匀性，和/或增加用其制备的熔模铸造壳模的壳构造。稻壳灰是商业上提供的，例如购自路易斯安那州Baton Rouge的Agrielectric Research Company。
在各实施方式中，所述干混物包括约0.5wt％到约40wt％的稻壳灰，优选约4wt％到约15wt％。干混物与适宜的如下所述的溶胶结合形成浆料。由于所述浆料中加入了稻壳灰，改进了熔模铸造模的渗透率和/或其他性能。
干混物进一步含有一种或多种陶瓷填料。可使用的陶瓷填料包括但不限于熔融硅石，氧化铝，诸如莫来石、蓝晶石和孔雀石等铝硅酸盐，锆石，铬铁矿，煅烧焦炭及其混合物。稻壳灰也可充当陶瓷填料的作用。优选，干混物和由其制备的浆料除了稻壳灰外还含有陶瓷填料。陶瓷填料通常为约20目到约600目，优选-120目到约-325目。
在优选的实施方式中，干混物进一步含有纤维，例如非限定性示例有陶瓷纤维、玻璃纤维和有机纤维等。通常可使用的陶瓷纤维有但不限于那些长-宽的外观比例为约20∶1的陶瓷纤维。可用的陶瓷纤维的例子包括但不限于位于加拿大Quebec的Orleans Resource Group的硅灰石(Wollastonite)Orleans One纤维，纽约Will sboro的NYCO Minerals Co.的硅灰石NIAD G纤维，金属纤维，芳香族聚酰胺纤维，碳纤维以及切碎或研磨的陶瓷纤维例如诸如莫来石等铝硅酸盐、诸如氧化铝和氧化锆等氧化物、诸如硝酸硅等硝酸盐，碳，诸如碳化硅等碳化物以及它们的混合物。切碎和研磨的陶瓷纤维有多种商业来源，例如Thermal Ceramics Corp.
在干混物中可使用的玻璃纤维包括但不限于切碎和研磨的玻璃纤维。可使用的切碎的玻璃纤维包括但不限于E-玻璃纤维、S-玻璃纤维及其混合物。可使用的E-玻璃纤维的例子包括但不限于那些约3mm到约6mm长、直径约10μm的E-玻璃纤维，例如购自北卡罗来纳州Shelby的PPG Industries，商品名为Chop Vantage 8610。可使用的切碎的S-玻璃纤维包括但不限于那些约3mm到约6mm长、直径约10μm的玻璃纤维，例如南卡罗来纳州Aiken的AGY Inc.提供的产品。可使用的研磨的E-玻璃纤维的例子包括但不限于来自Owens Corning Co.的长度约0.125英寸、平均直径15.8μm、松密度0.17gm/cm3的731ED 3mm絮状纤维。
可在干混物中使用的有机纤维包括但不限于烯烃类、酰胺类、芳香族聚酰胺类、聚酯类和纤维素类纤维。可使用的烯烃类的例子包括但不限于聚乙烯和聚丙烯例如来自Minifibers，Inc.的那些产品。酰胺类纤维的例子包括尼龙纤维，例如Wex Chemical Co.的那些产品。可使用的芳香族聚酰胺类纤维的例子包括但不限于杜邦的Kevlar和阿克苏诺贝尔的Twaron。可使用的聚酯类纤维的例子包括Wex Chemical Co.的那些产品。纤维素类纤维的例子包括Interfibe Corp.的那些产品。
在干混物中，纤维的用量可在一个宽的范围内改变。当干混物包括陶瓷纤维、玻璃纤维和陶瓷填料的混合物时，以干混物的重量计，陶瓷纤维的含量可为约1wt％到约10wt％，玻璃纤维可为约0.5wt％到约10wt％，陶瓷填料可为约80wt％到约98.5wt％。
当干混物包括陶瓷纤维、玻璃纤维、陶瓷填料和有机纤维的混合物时，以干混物的重量计，陶瓷纤维的含量可为约1wt％到约10wt％，玻璃纤维可为约0.5wt％到约10wt％，陶瓷填料可为约76wt％到约98wt％，有机纤维可为约0.3wt％到约4wt％。
当干混物包括陶瓷纤维、陶瓷填料和有机纤维的混合物时，以干混物的重量计，陶瓷纤维的含量可为约0.5wt％到约10wt％，陶瓷填料可为约86wt％到约98.2wt％，有机纤维可为约0.3wt％到约4wt％。
当干混物包括陶瓷纤维和陶瓷填料的混合物时，以干混物的重量计，陶瓷纤维的含量可为约1wt％到约10wt％，陶瓷填料可为约90wt％到约99wt％。
当干混物包括有机纤维和陶瓷填料的混合物时，以干混物的重量计，有机纤维的含量可为约0.3wt％到约5wt％，陶瓷填料可为约99.7wt％到约95wt％。
耐火浆料的制备
用作基本涂层浆料或辅助涂层浆料的耐火浆料通过将如上所述的干泥物与胶体溶胶混合来制备。在多个实施方式中，稻壳灰用于所述浆料中以改变并改进浆料的晾放和流变性能。在优选的实施方式中，当稻壳灰用于纤维增强的浆料中时，壳构造厚度和均匀性显著提高。将稻壳灰作为浆料添加剂使用还有增加壳的渗透率的倾向，例如与不用稻壳灰制备的壳相比以高至一定数量级的量添加。
溶胶优选是由特拉华州威尔明顿的Wesbond，Inc.提供的商标名为Megasol的水溶性胶体硅溶胶。可提供的Megasol水溶性硅溶胶具有一定范围内的pH值、可滴定的Na2O含量以及固含量。Megasol水溶性硅溶胶的平均粒径为约40nm，粒径范围为约6nm到约190nm，粒径的标准偏差为约20nm。Megasol水溶性硅溶胶的pH值可在约8.0到约10.0的范围内变化，优选约9.0到约9.5；可滴定的Na2O含量可在约0.02％到约0.5％的范围内变化，优选约0.1％到约0.25％，最优选约0.20％到约0.22％；固含量为约30％到约50％，优选约40％到约47％，更优选为约45％。可使用其他水溶性胶体硅溶胶，例如弗吉尼亚州Williamsburg的Buntrock Industries，Inc.的MegaPrime；EKA Chemical Co.的Nyacol 830；Nalco Chemical Co.的Nalcoag 1130和Nalcoag 1030；以及W.R.Grace & Co.的Ludox SM-30和LudoxHS-30。
浆料的制备通常是在干净的用水清洗过的混合罐中放入胶体溶胶，优选胶体硅溶胶，更优选Megasol，然后在搅拌下加入干混物。现有技术中已知的各种混合设备可用在混合罐中。这些设备包括例如推进式搅拌器、罐式磨机、高速分散混合器和转盘固定叶片式搅拌器。在搅拌的同时加入干混物直至达到合适的粘度。
对于通常用作基本涂层的第一浆料来说，合适的粘度通常为约18～30秒#5 Zahn，优选20～30秒，最优选24～30秒。对于通常用作辅助涂层的第二浆料来说，合适的粘度通常为约10～18秒粘度#5 Zahn，优选约10～16秒#5 Zahn，最优选约12～15秒#5 Zahn。可以另外混合任何浆料以除去带入的空气并达到平衡。可通过加入额外的Megasol胶体硅溶胶粘合剂或耐火材料，以及非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂来调节最终的粘度。
多种耐火浆料组合物可用作第一和第二浆料。为制造所需尺寸和表面光洁度的金属铸件，由陶瓷壳模所需的特性来决定特定的浆料组合物。例如，可用的第一浆料，特别是用作基本涂层时，采用细小尺寸的耐火颗粒，典型地约-200目到约-325目。可用的基本涂层浆料的例子包括Megasol以及含-200目熔融硅石和-325目锆石耐火颗粒的共混物。锆石耐火颗粒对熔融金属有高的耐受性。细小粒径的锆石还可赋予铸件产品平滑、精细的表面光洁度。在同时采用熔融硅石和锆石的陶瓷填料的这些基本涂层浆料的类型中，熔融硅石合适的尺寸为例如约-100目、约-120目、约-140目、约-170目、约-270目和约-325目，最优选约-120目到约-200目。锆石合适的粒径例如约-200目、约-325目和约-400目，优选约-200目，最优选约-325目。
这样的第一浆料还可包括一种或多种非离子表面活性剂。特别有效的非离子表面活性剂是PS9400，由弗吉尼亚州Williamsburg的Buntrok Industries提供。该表面活性剂改进浆料对蜡预成型坯的润湿能力，并有助于晾放。根据不同的组合物，表面活性剂可以多种含量加入浆料中。例如，对于包括熔融硅石和锆石的干混物以及Megasol的浆料，相对于Megasol的重量，可以高至约0.2％的量使用表面活性剂。
第二浆料，特别是用作辅助浆料时，通常使用比第一浆料更粗的耐火颗粒。例如，在采用熔融硅石作为陶瓷填料的辅助浆料中，所述熔融硅石典型的粒径为约-80目到约-270目，优选约-100目到约-200目，最优选约-100目到约-120目。用于形成辅助浆料的干混物和水溶性胶体硅溶胶的量可在一个宽的范围内变化。典型地，以浆料的总重量计，干混物可为约54wt％到约70wt％，余量为水溶性硅溶胶。
下面参考以下非限定性的实施例描述本发明的耐火浆料的制造。
实施例1：这个实施例说明通过混合包括陶瓷填料、耐火纤维和玻璃纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将100克硅灰石的Orleans One耐火纤维，20克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维，含有715克熔融Silica120(购自田纳西州Greeneville的C-EMinerals Co.的120目熔融硅石)和715克熔融Silica 200(购自田纳西州Greeneville的C-E Minerals Co.的200目熔融硅石)的陶瓷填料干混以形成干混物。该干混物与1000克Megasol混合以形成耐火浆料，其中Megasol具有45％的固含量，pH9.5，以及可滴定的Na2O含量为0.2％。
实施例2：这个实施例说明通过混合包括陶瓷填料、耐火纤维、玻璃纤维和有机聚合物纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将100克硅灰石的Orleans One耐火纤维，20克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维，含有715克熔融Silica 120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料与20克长度为1 mm、直径为25微米的聚乙烯纤维干混以形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
实施例3：这个实施例说明通过混合包括陶瓷填料、耐火纤维和有机聚合物纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
长度为1mm、直径为20微米的聚乙烯纤维用于形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
实施例4：这个实施例说明通过混合包括陶瓷填料、玻璃纤维和有机聚合物纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将100克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维，20克长度为1mm、直径为25微米的聚乙烯纤维，和含有715克熔融Silica 120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料干混以形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
实施例5：这个实施例说明通过混合包括耐火纤维和玻璃纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶和陶瓷填料的混合物进行混合形成耐火浆料。
将100克硅灰石的Orleans One耐火纤维和20克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维进行干混以形成干混物。
该干混物与包括1000克实施例1的Megasol以及含有715克熔融Silica120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料的混合物进行混合以形成耐火浆料。
实施例6：这个实施例说明通过混合包括耐火纤维、玻璃纤维和有机聚合物纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶和陶瓷填料的混合物进行混合形成耐火浆料。
将100克硅灰石的Orleans One耐火纤维，20克长度为1mm、直径为25微米的聚乙烯纤维和100克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维进行干混以形成干混物。
该干混物与包括1000克实施例1的Megasol以及含有715克熔融Silica120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料的混合物进行混合以形成耐火浆料。
实施例7：这个实施例说明通过混合包括陶瓷填料和玻璃纤维的干混物，并将该干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将100克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维和含有715克熔融Silica 120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料干混以形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
实施例8：这个实施例说明通过将包括陶瓷填料和耐火纤维的干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将100克硅灰石的Orleans One耐火纤维和含有715克熔融Silica 120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料干混以形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
实施例8A：这个实施例说明通过将包括陶瓷填料和玻璃纤维的干混物与水溶性的胶体硅溶胶混合形成耐火浆料。
将20克731 ED1/8”研磨的E-玻璃纤维和含有715克熔融Silica120和715克熔融Silica 200的陶瓷填料干混以形成干混物。
该干混物与1000克实施例1的Megasol混合以形成耐火浆料。
陶瓷壳模
在形成陶瓷壳模时，将一次性预成型坯，优选蜡预成型坯例如填充的或未填充的石蜡类的熔模铸造级蜡或微晶蜡，浸入第一浆料中以将该预成型坯的表面涂敷一个连续的层。通常涂敷1到3层。所涂敷的涂层可具有约0.02英寸到0.2英寸的厚度，优选0.04英寸到0.2英寸，最优选0.04英寸到0.1英寸。将涂敷的预成型坯彻底晾干以除去多余的浆料，然后用细颗粒的耐火灰泥粉刷以生产粉刷预成型坯。在涂敷第一浆料或第二浆料的任何其他涂层前干燥该预成型坯。优选所述预成型坯包括多层，以使其包括至少一个第一浆料涂层和至少一个第二浆料涂层。应理解的是，在预成型坯上用第一或第二浆料的每次连续涂敷，可以在粉刷灰泥后进行一定程度的干燥。
在连续浆料涂层间的干燥时间取决于一次性预成型坯的形状的复杂度。具有空气流动性小的深腔的一次性预成型坯在涂层间需要更长的干燥时间。干燥可在约60到约90间进行，优选在约70到约75间。干燥可在空气快速流动的低湿、高温的加速条件下进行。约0.20英寸到约0.5英寸的陶瓷壳模厚度对于多数铸件来说是足够的。因此，通常进行粉刷的、两层第一浆料对五层第二浆料的涂敷会得到0.25英寸厚的陶瓷壳模，其强度足以耐受脱蜡和煅烧。
很多耐火颗粒可作为灰泥涂敷到浆料涂层上。有效的耐火颗粒的例子包括但不限于莫来石、煅烧瓷土和其他铝硅酸盐、玻璃质和结晶硅石、氧化铝、锆石和铬铁矿。耐火颗粒优选不含在其含量下可引起该耐火颗粒不稳定和在金属浇铸时引起热诱导相变的离子杂质。如现有技术中所知，可通过经煅烧或不经煅烧的纯化来制备不含在其含量下可引起该耐火颗粒不稳定的杂质的耐火颗粒。
作为灰泥涂敷到用作基本涂层的第一浆料上的耐火颗粒包括但不限于约-70目到约200目，优选约-70目到约140目的锆石沙。作为灰泥涂敷到用作辅助涂层的第二浆料上的耐火颗粒可在约-10目到约200目，优选在约-20目到约50目间变化。所述耐火颗粒最优选具有约-30目到约50目的尺寸。
在可替代的实施方式中，具有细和粗的成粒的灰泥的中间颗粒尺寸例如约-50目到约+100目的过渡的灰泥耐火材料，优选锆石或铝硅酸盐，可在第一浆料涂层上涂敷第二浆料涂层后涂敷。过渡灰泥可用于增加强度，并使不同组分的浆料涂层的各层间剥离的可能性最小化。
脱蜡
陶瓷壳模可采用现有技术中已知的方法来脱蜡，例如浸入沸水中，高压蒸汽处理和闪烧脱蜡。高压蒸汽处理可通过如下步骤进行：
1、使用尽可能高的蒸汽压，优选约60PSI或更高，更优选约80～90PSI。
2、尽可能迅速地关闭并加压高压釜，优选少于约15到约20秒。
3、将空气干燥的坯壳暴露于所述蒸汽中约10-15分钟。
4、在约30到60秒内缓慢将高压釜减压。
闪烧脱蜡可按如下方法进行：将空气干燥的坯壳模投入加热到约1000到约1900的炉中。在这些温度下，紧靠陶瓷壳壁的蜡迅速熔化，这样由于蜡的膨胀产生的压力不会使陶瓷壳破裂。然后，陶瓷壳可移至约200到600的较冷的温度区以完全除去蜡。熔化的蜡可在熔融室中通过底部开口排到水浴或回收池中。
煅烧
煅烧使脱蜡的陶瓷壳模被加热到约1600到约2000以除去挥发性的残余物并生产高强度的烧结陶瓷壳模。脱蜡的陶瓷壳模保持在炉中以获得热平衡，此后将其从炉中取出，用所需的熔融金属进行铸造。
下面参考以下非限定性实施例说明陶瓷壳模的制造。
实施例9：
将图1所示的8×7/8×3/8英寸的蜡块预成型坯1浸入实施例1的耐火浆料中。为方便起见，在这个实施例中，第一和第二涂层均采用相同的耐火浆料。
将蜡预成型坯1浸入所述耐火浆料中8秒，取出，并晾放10秒以形成第一涂层。将杜邦公司提供的粒径范围在-70到140目的锆石沙作为灰泥粉刷在第一涂层上。所得到的被粉刷过、涂敷过的蜡预成型坯在75下干燥30分钟，然后再次浸入所述耐火浆料中8秒以形成第二涂层并再次用-70到140目的锆石沙粉刷。
接着，将具有两个涂层的蜡预成型坯1浸入所述耐火浆料中8秒并晾放10秒。该涂敷过的产物用C-E Minerals提供的Tecosil-50+100目熔融硅石粉刷以形成半成品的粉刷预成型坯。该半成品的粉刷预成型坯随后在75下干燥30分钟。将该半成品的粉刷预成型坯浸入所述耐火浆料并用Tecosil-30+50目熔融硅石粉刷。然后，该粉刷过的、涂敷有辅助涂层的预成型坯在75下干燥。重复这个浸入、晾放、粉刷和干燥的循环以获得总共5个额外涂层。
在每个涂层或覆层形成后，刮去预成型坯1的竖直侧面5和横向侧面1B部分的涂层和灰泥以制造如图2所示的陶瓷壳模10。将该陶瓷壳模10再次浸入耐火浆料中以在该预成型坯上得到一个密封涂层。将该密封涂敷过的陶瓷壳模10在75干燥一整夜。将得到的干燥的陶瓷壳浸入沸水中以除去预成型坯1。所得到的示于图3的脱蜡并干燥的陶瓷坯壳20从纵向中间切开并在75下干燥4小时。
陶瓷壳20的一部分通过在该部分2英寸的跨度上加载直到其不能弯曲而确定断裂模量来评价强度，该部分测其尺寸为1英寸宽×6英寸长×0.3英寸厚。用以下公式计算该陶瓷壳的断裂模量(MOR)：R＝(3WI)/(2bd2)，其中：
R    ＝以磅/英寸2(lbs/In2)为单位的断裂模量
W    ＝以磅为单位的样品被破坏时的载荷量
I    ＝以英寸为单位的下支撑边缘中线间的距离(跨度)
b    ＝以英寸为单位的样品宽度
d    ＝以英寸为单位的样品深度
该坯壳的断裂模量为1,018PSI。将该坯壳在1850焙烧1小时。所得到的烧结壳模的断裂模量为1044PSI。
实施例10：
重复实施例9的工艺，区别在于采用实施例8的浆料。所得到的坯壳的断裂模量为688PSI。将该坯壳在1850焙烧1小时。所得到的烧结壳模的断裂模量为941PSI。
实施例11：
重复实施例9的工艺，区别在于采用实施例8A的浆料。所得到的坯壳的断裂模量为645PSI。将该坯壳在1850焙烧1小时。所得到的烧结壳模的断裂模量为694PSI。
在本发明的另一方面中，采用含有稻壳灰的耐火浆料。优选该稻壳灰是约95+％无定形硅石、余量的碳。这种类型的稻壳灰可由德克萨斯州休斯顿的Agrilectric Power，Inc.获得。采用Buntrock Industries，Inc.的MegaPrime硅溶胶粘合剂。以下非限定性实施例用于说明在耐火材料的干混物中稻壳灰的使用。
实施例12：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，该MegaPrime硅溶胶粘合剂pH为10.5，固含量为40％，可滴定的Na2O含量为0.33％，平均粒径约40nm，粒径分布约6nm到约190nm，且粒径的标准偏差约为20nm，干混物是1430克熔融Silica 200陶瓷填料。所得到的坯壳的MOR为621PSI。
实施例13：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克实施例12的MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，干混物是1430克熔融Silica 200陶瓷填料和200克稻壳灰。所得到的坯壳的MOR为804PSI。
实施例14：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克实施例12的MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，干混物是1430克熔融Silica 200、200克稻壳灰和16克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维。所得到的坯壳模的MOR为833PSI。
实施例15：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克实施例12的MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，干混物是1430克熔融Silica 200、100克稻壳灰、16克731 ED 1/8”研磨的E-玻璃纤维和4克Chop Vantage 8610切碎的1/8”E-玻璃纤维。所得到的坯壳的MOR为1161PSI。
实施例16：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克Megasol硅溶胶粘合剂的耐火浆料，该Megasol硅溶胶粘合剂pH为9.5，固含量为45％，可滴定的Na2O含量为0.2％，干混物是1300克熔融Silica 200和100克稻壳灰。所得到的坯壳的MOR为831PSI。
实施例17：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括875克实施例12的MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，干混物是1485克熔融Silica 120、100克稻壳灰和100克1mm长、1.8旦的聚乙烯纤维。
实施例18：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，该MegaPrime硅溶胶粘合剂pH为10.5，固含量为40％，可滴定的Na2O含量为0.33％，平均粒径约40nm，粒径分布约6nm到约190nm，且粒径的标准偏差约为20nm，干混物是1430克熔融Silica 200陶瓷填料和100克稻壳灰。
实施例19：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克MegaPrime硅溶胶粘合剂的耐火浆料，该MegaPrime硅溶胶粘合剂pH为10.5，固含量为40％，可滴定的Na2O含量为0.33％，平均粒径约40nm，粒径分布约6nm到约190nm，且粒径的标准偏差约为20nm，干混物是1 430克含有5 0％325目熔融硅石、25％120目熔融硅石和25％50目熔融硅石的陶瓷填料。
实施例20：
重复实施例19的工艺，区别在于在干混物中还包括100克的稻壳灰以制备耐火浆料。
实施例21：
重复实施例9的工艺，区别在于采用包括1000克Megasol硅溶胶粘合剂的耐火浆料，该Megasol硅溶胶粘合剂固含量为45％，pH为9.5，可滴定的Na2O含量为0.2％，平均粒径约40nm，粒径分布约6nm到约190nm，且粒径的标准偏差约为20nm，干混物是100克陶瓷纤维和1500克陶瓷填料的混合物。所述陶瓷纤维是Wollastonite One纤维。所述陶瓷填料包括700克熔融硅石120、700克熔融硅石200和100克100目的莫来石。MOR为910PSI。
实施例22：
重复实施例21的工艺，区别在于在干混物中还包括100克的稻壳灰以制备耐火浆料。
实施例23：
这个实施例说明不使用灰泥的陶瓷壳模的制备。
将图1所示的8×7/8×3/8英寸的蜡块预成型坯1浸入耐火浆料中，该耐火浆料包括1000克实施例1所用的Megasol和2135克陶瓷填料和213克硅灰石耐火纤维的干混物。所述陶瓷填料包括1485克200目的熔融硅石、250克35目的莫来石和400克48目的莫来石。在这个实施例中，第一和第二涂层均采用相同的耐火浆料。
将蜡预成型坯1浸入所述耐火浆料中8秒，取出，并晾放10秒以形成第一涂层。将该涂敷过的蜡预成型坯在75下干燥30分钟，然后再次浸入所述耐火浆料中8秒以形成第二涂层。
接着，将具有两个涂层的蜡预成型坯1浸入所述耐火浆料中8秒并晾放10秒。然后该涂敷过的预成型坯在75下干燥30分钟。重复这个浸入、晾放和干燥的循环以获得总共5个额外涂层。
在每个涂层或覆层涂敷后，刮去预成型坯1的竖直侧面5和横向侧面1B部分的涂层以制造如图2所示的陶瓷壳模10。将该陶瓷壳模10再次浸入耐火浆料中以在该预成型坯上得到一个密封涂层。将该密封涂敷过的陶瓷壳模10在75干燥一整夜。将所制备的干燥的陶瓷壳浸入沸水中除去预成型坯1以生产脱蜡并干燥的陶瓷坯壳。随后将该坯壳模在1850下焙烧以制造烧结陶瓷壳模。
实施例24：
重复实施例23的过程，区别在于干混物包括213克E-玻璃纤维。
实施例25：
重复实施例23的过程，区别在于干混物包括100克稻壳灰。
实施例26：
重复实施例24的过程，区别在于干混物包括100克稻壳灰。
在实施例27到32中，通过在可消耗的蜡预成型坯上涂敷第一浆料形成不含纤维的涂层来制造陶瓷壳。接着，涂敷随后的涂层以制造陶瓷涂敷的预成型坯，其中每一个随后的涂层通过将包括纤维和填料的干混物与胶体溶胶混合而形成。
所用的蜡预成型坯是等边三角形的块，测得其每边为1.25英寸，长度为8英寸，每个角的曲率半径为0.070英寸。该三角形蜡预成型坯由BuntrockIndustries，Inc.提供。在使用前，通常用溶剂对蜡预成型坯进行清洗处理，所述溶剂例如为三氯乙烷和醇(约50∶50的共混物)、氟利昂、丙酮、甲乙酮、水基清洁剂溶液或含d-柠檬烯的水乳液。准备蜡预成型坯的特别好的方法是用胶体氧化铝悬浮液进行处理，该悬浮液是在Buntrock Industries，Inc.的图案润湿液(Pattern Wetting Solution)中发现。
将处理过的三角形蜡预成型坯浸入第一浆料中、粉刷灰泥、干燥，并浸入第二浆料中、粉刷灰泥并干燥以制备壳。重复涂敷第二浆料、粉刷灰泥和干燥的步骤直到得到所需厚度的壳。然后，熔化蜡预成型坯以制造陶瓷坯壳。测量并对比所述壳的中心和角上的厚度以评价均匀性。测量显示，利用由包括纤维的干混物制备的浆料使壳的每个角上的厚度增加了，并且壳的均匀性得到显著提高。使用这些浆料还获得优异的材料利用率，并使高压力点例如在所述壳的角上的破碎最小化。
实施例27：这个实施例显示第一涂层浆料和第二浆料的使用，其中第一涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
通过将75份的两种陶瓷填料的干混物与25份用水稀释成25％硅石浓度的Nyacol 830胶体硅溶胶(Eka Chemical提供)混合形成第一浆料。Nyacol830具有30wt％平均直径为10nm的硅石颗粒。该浆料的pH为10.5，25℃下的粘度为8cps。所述溶胶的密度为10磅/加仑(LBS/gal.)，Na2O的含量为0.55wt％。所述干混物包括20份的熔融硅石200f和80份325目的锆石。该浆料的粘度通过加入水被调节至在#5 Zahn杯中为20秒。
将825份BI-2010和550份TMM-30混合以制备第二浆料。由BuntrockIndustries，Inc.提供的BI-2010是一种干混物，其包括熔融硅石和稻壳灰以及尼龙纤维。TMM-30是Buntrock Industries，Inc.提供的30％胶体硅溶胶。该辅助涂层浆料用水稀释至粘度在#5 Zahn杯中为17秒。
将经如上所述处理的三角形蜡预成型坯浸入第一浆料中，用115AFS锆石沙粉刷，并在室温下空气干燥2小时以形成预成型坯。然后将该预成型坯浸入第二浆料中，用-30+50目熔融硅石(CE Minerals，Inc.提供)粉刷，并在室温下空气干燥4小时。再重复这一步骤两次，得到总共三层经粉刷的第二浆料的涂层。将所得到的预成型坯浸入第二浆料中并在室温下空气干燥8小时以将其密封涂敷。
将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而获得坯壳。测定壳的厚度和均匀性。该坯壳的平均壳厚在中心部位是0.368英寸，在角上是0.316英寸，均匀性为85.9％。
实施例27A：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将一种陶瓷填料与胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例27的方法，区别在于用65份的熔融硅石代替75份陶瓷填料的共混物，再与25份Nyacol 830在第一浆料中混合。
实施例28：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶乳改性的胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例27的过程，区别在于用第二浆料涂敷5个涂层。每一涂层通过使用第二浆料形成，该第二浆料包括15份实施例27所用的BI-2010干混物，和10份改性的TMM-30硅溶胶，其通过相对于TMM-30溶胶的重量加入6wt％的QDA胶乳聚合物而改性。QDA胶乳聚合物由Buntrock Industries，Inc.提供。该第二浆料的粘度在#5 Zahn杯中为15～16秒。
将所得到的预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而获得坯壳。测定壳的厚度和均匀性。在中心部位的平均壳厚是0.404英寸，在角上是0.311英寸，均匀性为77.0％。
实施例29：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例27的过程，区别在于用购自Ondeo Nalco的Gray Matter代替BI-2010干混物形成第二浆料。Gray Matter是熔融硅石、气相硅石和平均长度为3.2mm的聚丙烯纤维的干混物。该第二浆料的粘度在#5 Zahn杯中为15～16秒。将该涂敷过的预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而获得坯壳。在中心部位的平均壳厚是0.374英寸，在角上是0.286英寸，均匀性为76.5％。
实施例30：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将多种陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将35份陶瓷填料的第一干混物与10份购自Eka Chemical的Nyacol1430胶体硅溶胶混合以制备第一浆料。所述陶瓷填料的第一干混物包括75份锆石(-325目)和25份熔融硅石200f。用水调节第一浆料的粘度至在#5Zahn杯中为24秒。
将24份第二干混物与10份Nyacol 830胶体硅溶胶混合制备第二浆料。所述第二干混物包括1wt％的3.3mm长的聚丙烯纤维、60wt％的熔融硅石120f、35％的熔融硅石200f和4wt％的气相硅石(由CE Minerals，Inc.提供)，所有含量均基于第二干混物的总重量。用水稀释该第二干混物，使得硅石浓度为25％，粘度在#5 Zahn杯中为16秒。壳的制备与实施例27相同。
实施例31：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料由单一陶瓷填料和胶体硅溶胶形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
用80wt％-200目的锆石粉(Continental Minerals)和20wt％Nyacol 830制备第一浆料。将如实施例27中制备的蜡预成型坯浸入该第一浆料中，用115AFS锆石沙(Continental minerals)粉刷，并空气干燥。第二浆料由10份TMM30和15份BI 2010干混物制备。将该涂敷过的预成型坯浸入第二浆料中，用SS30气相硅石(由Buntrock Industries，Inc.提供)粉刷，并空气干燥以制备预成型坯。再重复这个步骤4次，以制造具有5层第二浆料涂层的预成型坯。
通过将所得到的粉刷预成型坯浸入第二浆料中一次以密封涂敷。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而获得坯壳。在中心部位的平均壳结构是0.528英寸，在角上是0.482英寸，均匀性为91.3％。
实施例31A：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料由单一陶瓷填料和胶体硅溶胶形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶乳改性的胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例31的过程，区别在于通过加入6wt％QDA胶乳聚合物改性的TMM-30硅溶胶用于代替TMM-30硅溶胶。
实施例32：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料由单一陶瓷填料和胶体硅溶胶形成，第二浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将78份-325目的锆石粉(由Continental Minerals提供)和20份TMM30硅溶胶混合制备第一浆料，其在#5 Zahn杯中粘度为22秒。由150份BI2010和100份TMM30制备第二浆料。该第二浆料在#5 Zahn杯中粘度为15秒。
将与实施例27中相同的三角形蜡预成型坯浸入第一浆料中，用110到125AFS锆石沙粉刷，并空气干燥以制造粉刷预成型坯。将该粉刷预成型坯再次浸入第一浆料中，用-50+100熔融硅石(CE Minerals)粉刷，并空气干燥。将所得到的粉刷预成型坯浸入第二浆料中，用SS-30熔融硅石(BuntrockIndustries，Inc.)粉刷，空气干燥。将这个步骤再重复2次以制备总共具有3层粉刷的第二浆料涂层的预成型坯。将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而获得坯壳。在中心部位的壳构造是0.372英寸，在角上是0.307英寸，均匀性为82.5％。
实施例33和34是对比实施例，它们显示含有陶瓷填料但不含纤维的第一和第二浆料的使用。
实施例33：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将单一陶瓷填料和胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将多种陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
按照与实施例31相同的方法制备壳样品，区别在于：通过将490份120f熔融硅石和1122份200f熔融硅石(CE Minerals)的干混物与790份Nyacol830以及98份水混合形成第二浆料，并且刷在该第二浆料上的灰泥是-30+50熔融硅石(CE Minerals)。将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而形成坯壳。在中心部位的平均壳构造是0.418英寸，在角上是0.327英寸，均匀性为78.2％。
实施例34：这个实施例显示第一浆料和第二浆料的使用，其中第一浆料通过将单一陶瓷填料和胶体硅溶胶混合形成，第二浆料通过将单一陶瓷填料与胶体硅溶胶混合形成。
按照与实施例31相同的方法制备壳样品，区别在于：用70份熔融硅石200f(CE Minerals)与30份Nyacol 830制备第二浆料，并且每层第二浆料的涂层上粉刷-30+50熔融硅石(CE Minerals)。总共涂敷4层粉刷的第二浆料涂层以及一个密封涂层。所述密封涂层采用第二浆料。将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯而形成坯壳。在中心部位的壳构造是0.285英寸，在角上是0.229英寸，均匀性为80.5％。
实施例35～41显示在壳结构中由干纤维共混物形成的浆料的多功能性。在实施例35～37中，采用干混物1～4和浆料AA～DD。采用浆料AA～DD的标号以证明采用干混物和胶体溶胶的不同组合的许多浆料都是可行的。此外，正如从以下实施例所理解的，各种浆料可以用于基本涂层或辅助涂层。
1号干混物通过将0.5wt％平均长度为0.5mm的Wex尼龙纤维、50wt％熔融硅石200f(由CE Minerals提供)和49.5wt％3 25目的锆石(由Continental Minerals，Inc.提供)混合而制备，其中所有含量均基于该干混物的总重量。浆料AA通过将75份1号干混物与30份Nyacol 830混合而形成，其中Nyacol 830用水稀释到硅石浓度为25％。用水调节浆料AA的粘度至在#5 Zahn杯中为22秒。
2号干混物通过将50wt％熔融硅石200f(由CE Minerals提供)和50wt％325目的锆石(由Continental Minerals，Inc.提供)混合而制备，其中所有含量均基于该干混物的总重量。浆料BB通过与上述的浆料AA相同的方式制备，区别在于用2号干混物代替1号干混物。加入水调节浆料BB的粘度至在#5 Zahn杯中为22秒。
3号干混物为BI-2010(由Buntrock Industries，Inc.提供)。浆料CC用15份BI-2010与10份TMM-30胶体硅溶胶粘合剂制备。加入水调节浆料CC的粘度至在#5 Zahn杯中为16秒。
4号干混物通过将1wt％所测长度为1.6mm的Wex尼龙纤维以及99wt％Mulgrain M60 200ICC(由CE Minerals，Inc.提供)混合而制备，其中所有含量均基于该干混物的总重量。浆料DD由40份Megasol(由BuntrockIndustries提供)和60份4号干混物制备。加入水调节浆料DD的粘度至在#5 Zahn杯中为14秒。
实施例35：这个实施例显示基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述基本涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物和胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例31中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入含有胶体氧化铝和润湿剂的图案润湿液(Buntrock Industries)中。将所得到的处理过的预成型坯浸入浆料AA中一次，用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入浆料AA中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例36：这个实施例显示第一基本涂层浆料、第二基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述第一基本涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将单一陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
如实施例35中那样制备蜡预成型坯，涂敷图案润湿液并空气干燥。将该蜡预成型坯浸入浆料BB中，用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成具有第一基本涂层的粉刷预成型坯。然后将该具有基本涂层的粉刷预成型坯浸入浆料CC中，用-50+100熔融硅石粉刷并空气干燥以制备具有双层基本涂层的粉刷预成型坯。将该具有双层基本涂层的预成型坯浸入浆料DD中，用MulgrainM47 22S(由CE Minerals，Inc.提供)粉刷，并空气干燥以生产粉刷的辅助涂敷的预成型坯。这一步骤重复2次，以形成总共3层辅助的粉刷涂层。将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例36A：这个实施例显示第一基本涂层浆料、第二基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述第一基本涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层浆料通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例36的工艺，区别在于：在作为第二基本涂层涂敷的浆料CC中所用的共混物3和在作为辅助涂层涂敷的浆料DD中所用的共混物4中的尼龙用硅灰石陶瓷纤维代替。
实施例37：这个实施例显示基本涂层和辅助涂层浆料的使用，其中所述基本涂层通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯如实施例35中那样用图案润湿液处理并空气干燥。将该蜡预成型坯浸入浆料BB中，用Mulgrain M47105AFS(由CE Minerals，Inc.提供)粉刷，并空气干燥以形成粉刷的基本涂敷的预成型坯。将该粉刷的基本涂敷的预成型坯浸入浆料CC中，用MulgrainM47 22S粉刷并空气干燥以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯。这一步骤重复3次，以形成4层粉刷的辅助涂层。将该预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例38：这个实施例显示第一基本涂层、第二基本涂层和辅助浆料的使用，其中所述第一基本涂层通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层通过将陶瓷填料的共混物和具有胶乳改性剂的胶体硅溶胶混合形成，辅助浆料通过将陶瓷填料的共混物和具有胶乳改性剂的胶体硅溶胶混合形成。这个实施例显示当用不包括纤维的浆料时壳结构和断裂载荷的区别。
8英寸长×1.25英寸宽×0.25英寸厚的蜡块浸入购自Buntrock Industries的图案润湿液中。空气干燥所得到的处理过的蜡块以制备具有干燥的胶体氧化铝的亲水膜的涂敷块。然后将所述块浸入第一基本涂层浆料中，该第一基本涂层浆料通过将2000克包括75wt％锆石200和25wt％熔融硅石120f的共混物与625克Nyacol 830混合形成。该第一基本涂层浆料的粘度在#4Zahn杯中为20秒。随后空气干燥该具有第一基本涂层的块。
在涂敷第二基本涂层浆料前，利用由水稀释到15％浓度的TMM-30硅溶胶来润湿该空气干燥过的块。将所得到的预润湿的块不干燥就浸入第二浆料中，所述第二浆料通过将120f熔融硅石和200f熔融硅石的50∶50共混物与被改性至相对于TMM-30溶胶包含10wt％胶乳聚合物的TMM-30水溶性硅溶胶混合而形成。该第二基本涂层浆料的粘度在BI#5杯中为15秒。该BI#5杯由Buntrock Industries提供。
用锆石沙粉刷第二基本涂层以形成粉刷的基本涂敷的块，并空气干燥。该干燥的、粉刷的、基本涂敷的块再次浸入第二浆料中，然后用-30+5 0熔融硅石(CE Minerals)粉刷，并空气干燥以制备粉刷的辅助涂敷的块。这个步骤重复3次以制备具有4层粉刷的辅助涂层的块。通过将所得到的块浸入第二浆料中来涂敷密封涂层，然后空气干燥而不粉刷灰泥。
用这一过程制备两个粉刷的块。每个块均被空气干燥，然后加热到200以熔出蜡，从而得到陶瓷坯壳。第一个块的壳厚度为0.229英寸，第二个块的壳厚度为0.244英寸。每个壳测定为6.5英寸长，1.25英寸宽。如上所述，评价第一个壳的干坯断裂载荷和MOR。第一个壳的干坯断裂载荷为16.23LB，干坯MOR为733PSI。
将第二个壳浸在沸水中两分钟，然后取出。在该第二个壳是热的和湿的的时候用前述过程进行测量以获得断裂载荷和MOR。该湿热的第二个壳的断裂载荷为4.74LB，其MOR为189PSI。
实施例39：这个实施例显示第一基本涂层浆料、第二基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述第一基本涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层浆料通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与具有胶乳改性剂的胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与具有胶乳改性剂的胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例38的过程，区别在于：用于形成第二浆料的1 20f熔融硅石和200f熔融硅石的50∶50共混物被购自Ondeo Nalco的Gray Matter干混物代替。该第二浆料的粘度在BI#5杯中为15秒。Gray Matter干混物包括熔融硅石、气相硅石和聚丙烯纤维。制备出0.263英寸厚的第一个壳和0.260英寸厚的第二个壳。第一个壳的干坯断裂载荷为13.60LB，干坯MOR为478PSI。在浸入沸水2分钟后，与上述相同地测定第二个壳的断裂载荷和MOR。该壳的湿热断裂载荷为6.64LB，湿热MOR为239PSI。
实施例40：这个实施例显示第一基本涂层浆料、第二基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述第一基本涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例38的过程，区别在于：在第二浆料中，用Buntrock Industries提供的BI-2010干混物代替120f熔融硅石和200f熔融硅石的50∶50共混物，并且用TMM-30硅溶胶代替胶乳改性的TMM-30硅溶胶。该第二浆料的粘度在BI#5杯中为15秒。制备出0.332英寸厚的第一个壳和0.370英寸厚的第二个壳。第一个壳的干坯断裂载荷为20.61LB，干坯MOR为443PSI。在浸入沸水2分钟后，第二个壳的湿热断裂载荷为13.24LB，湿热MOR为230PSI。
实施例41：这个实施例显示第一基本涂层浆料、第二基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述第一基本涂层浆料通过将陶瓷填料的共混物与胶体硅溶胶混合形成，第二基本涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
进行实施例38的过程，将第一基本涂层涂敷到蜡块上，空气干燥，然后用稀释的TMM-30硅溶胶润湿。在干燥前，通过将所述块浸入实施例40所用的第二浆料中以涂敷第二基本涂层，并空气干燥。然后将基本涂敷的块浸入由Gray Matter干混物和TMM-30胶体硅溶胶形成的辅助涂层浆料中。该辅助涂层浆料的粘度在BI#5杯中为15秒。然后用-30+50熔融硅石(CEMinerals)粉刷该辅助涂敷的块，并空气干燥以形成粉刷的辅助涂敷的块。这个步骤重复3次以制备具有4层粉刷的辅助涂层的块。通过将所得到的块浸入辅助涂层浆料中来涂敷最终的密封涂层，然后空气干燥而不粉刷灰泥。
用这一过程制备两个粉刷的块。每个块均空气干燥，然后如实施例38那样脱蜡。第一个块的壳厚度为0.287英寸，第二个块的壳厚度为0.288英寸。第一个壳的干坯断裂载荷为18.68LB，干坯MOR为547PSI。在浸入沸水2分钟后，第二个壳的湿热断裂载荷为8.91LB，湿热MOR为261PSI。
实施例42：这个实施例显示基本涂层浆料和辅助涂层浆料的使用，其中所述基本涂层浆料通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层浆料通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将20份由98％的熔融硅石陶瓷填料和2％的硅灰石陶瓷纤维组成的共混物与12份TMM-30溶胶相混合而制备。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例43：这个实施例显示基本涂层和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料和多种陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将24份由97份熔融硅石陶瓷填料和3份混合物形成的共混物与10份Nyacol 830硅溶胶相混合而制备，其中所述混合物由50份高岭棉(Kaowool)陶瓷纤维和50份Saffil陶瓷纤维形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例44：这个实施例显示基本涂层和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将28份由50份锆石陶瓷填料和50份混合物形成的共混物与10份Nalcoag 1130硅溶胶相混合而制备，其中所述混合物由96份熔融硅石和4份聚丙烯纤维形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例45：这个实施例显示基本涂层和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层通过将陶瓷填料、陶瓷纤维和尼龙纤维的共混物与硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料、陶瓷纤维和尼龙纤维的共混物与硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将25份由98份熔融硅石陶瓷填料和2份混合物形成的共混物与10份TMM-30溶胶相混合而制备，其中所述混合物由4份硅灰石陶瓷纤维和1份尼龙纤维形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例46：这个实施例显示基本涂层和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层由陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物形成，辅助涂层由陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将30份由50份锆石陶瓷填料、45份熔融硅石陶瓷填料和5份硅灰石陶瓷纤维的混合物形成的共混物与10份Megasol相混合而制备。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例47：这个实施例显示基本涂层浆料和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层浆料通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料和陶瓷纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将29份共混物与10份TMM-30溶胶相混合而制备，其中所述共混物由48份熔融硅石陶瓷填料和48份Mulgrain陶瓷填料与4份由3 0份高岭棉陶瓷纤维和70份矿棉(Mineral wool)陶瓷纤维形成的混合物形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例48：这个实施例显示基本涂层浆料和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层浆料通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料和聚丙烯纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将32份共混物与10份Megasol相混合而制备，其中所述共混物由33份熔融硅石陶瓷填料和33份Mulgrain陶瓷填料与34份由90份蓝晶石陶瓷填料和10份聚丙烯纤维形成的混合物形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
实施例49：这个实施例显示基本涂层浆料和辅助涂层的使用，其中所述基本涂层浆料通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成，辅助涂层通过将陶瓷填料和尼龙纤维的共混物与胶体硅溶胶混合形成。
将与实施例35中所用的相同的三角形蜡预成型坯浸入浆料中一次，所述浆料通过将35份共混物与10份TMM-30溶胶相混合而制备，其中所述共混物由75份锆石陶瓷填料和20份金刚砂陶瓷填料与5份由2份Saffil陶瓷纤维和2份尼龙纤维形成的混合物形成。所得到的涂敷过的预成型坯用锆石沙粉刷，并空气干燥以形成基本涂敷的粉刷预成型坯。将该基本涂敷的预成型坯再次浸入所述浆料中，用SS-30熔融硅石粉刷以制备粉刷的辅助涂敷的预成型坯，然后空气干燥。这一步骤重复3次，以形成总共4层粉刷的辅助涂层。将该粉刷预成型坯加热到200以除去蜡预成型坯，得到坯壳。
以下实施例说明稻壳灰作为浆料添加剂的应用和优点。
实施例50：在胶体硅和熔融硅石的浆料中气相硅石(浆料A)与稻壳灰(浆料B)的对比
用等量的耐火粉制备浆料，其中所述耐火粉是如下所示的熔融硅石120f和熔融硅石200f的混合物。粘合剂是稀释到25％固含量的Nyacol 830。使用推进式搅拌器混合浆料直至均匀。浆料组份、固体百分率和密度如下所示：
    浆料A     浆料B
Nyacol 830胶体硅(稀释至25％的固含量)熔融硅石120f熔融硅石200f气相硅石(CE Minerals)稻壳灰粘度(#5Zahn)浆料密度(g/ml)固体百分率 575g733.5g366.5g66.0g------10秒1.70475.2％ 775g733.5g366.5g------66.0g10秒1.61770.1％
利用上述浆料，通过先在该浆料中浸入、然后粉刷并空气干燥来构造陶瓷测试块。每个块通过用-50+100熔融硅石的第一灰泥，接着用-30+50熔融硅石粉刷的3个涂层，然后不进行粉刷的最后密封涂层来制备。测试块的渗透性用气流法计算，其中K＝VFT/AP，其中：
K＝以厘达西(cD)为单位的渗透率
V＝所用气体的粘度(cP，厘泊)
F＝气体流速(ml/秒)
T＝样品厚度(cm)
A＝样品面积(平方厘米)
P＝样品所处压力(大气压)
    浆料A     浆料B
坯体渗透率(cD)焙烧渗透率(cD)(1200，1小时)     2.44.23     24.629.03
如以上实施例27所描述的，上述浆料也在壳构造、厚度、均匀性和角构造方面进行对比。用与以上相同的顺序涂敷三角形蜡块。结果如下：
    浆料A     浆料B
壳构造平均角厚度(英寸)平均面厚度(英寸)壳构造因子(C*C/F) 0.1170.1580.087 0.1600.2230.115
进行9个测量以获得以上的平均值。由于以稻壳灰改进的角构造以0.001级别在统计上是显著的，壳厚度和角厚度上的差异在统计上均是显著的。
实施例51：当气相硅石或稻壳灰加入没有添加剂的浆料中时浆料的对比。用以下列出的成分，用推进式搅拌机混合至得到均匀的混合物来制备浆料。
每种浆料的密度和固体百分率如下所示。
成分     浆料1     浆料2     浆料3
Nyacol 830去离子水熔融硅石120f熔融硅石200f稻壳灰气相硅石粘度#5Zahn浆料密度g/cc固体百分率     1042g208g1467g733g------------10.5秒1.65072.8％     958g192g1467g733g------132g10.5秒1.69575.2％     1292g258g1467g733g132g------10.5秒1.62570.1％
实施例52：当加入气相硅石和稻壳灰时，纤维增强的浆料的对比。
用胶体硅和还含有少量3mm长的Wex尼龙纤维的熔融硅石制备浆料。在这个实施例中对比了3种浆料：浆料1既不含气相硅石也不含稻壳灰，浆料2含有气相硅石，浆料3含有稻壳灰。对于这些浆料，构造测试块，测定所得块在坯体状态下(坯体MOR)、焙烧至18001小时后热的测试块(热MOR)和最后焙烧测试块冷却至室温时(烧结MOR)的MOR。结果如下：
成分   浆料1     浆料2     浆料3
Nyacol 830去离子水熔融硅石120f熔融硅石200f1/8英寸尼龙纤维(Wex)稻壳灰气相硅石粘度#5 Zahn浆料密度(g/cc)固体百分率坯体MOR热MOR烧结MOR   1092g218g1467g733g8.6g------------10.5秒1.64172.1％4011046265     1025g205g1467g733g8.6g------132g10.5秒1.67974.2％4311220263     1333g267g1467g733g8.6g132g------10.5秒1.60469.5％2647391 87
本发明的描述实质上是示例性的，因此，不背离本发明要旨的变化均在本发明的范围内。这样的变化不能认为背离本发明的精神和范围。

Claims (28)

1.一种熔模铸造壳模组合物，其包括：
含有纤维和耐火填料的耐火干混物，所述干混物包括约0.5wt％到约40wt％的稻壳灰；和
与所述干混物混合以形成耐火涂层浆料的适宜的粘合剂溶胶。
2.根据权利要求1所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述纤维包括选自由耐火纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、有机纤维、碳纤维及其组合所组成组中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述纤维包括有机纤维，并且所述耐火填料包括粒径在约20到约600目之间的陶瓷颗粒。
4.根据权利要求1所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述纤维的平均长度约在0.2到12mm之间，以所述干混物的重量计纤维含量约在0.1wt％到12wt％之间。
5.根据权利要求4所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述纤维的平均长度约在1到4mm之间，以所述干混物的重量计纤维含量约在0.2wt％到2.5wt％之间。
6.根据权利要求3所述的熔模铸造壳模组合物，其进一步包括含有无机纤维的干混物。
7.根据权利要求6所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述无机纤维包括选自由E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、陶瓷氧化铝硅石纤维和矿棉所组成的组中的至少一种纤维，并且所述有机纤维包括选自由烯烃纤维、尼龙纤维和芳香族聚酰胺纤维所组成的组中的至少一种纤维。
8.根据权利要求1所述的熔模铸造壳模组合物，其中所述粘合剂溶胶选自由胶体硅、硅酸乙酯、离子性硅酸盐及其混合物所组成的组中。
9.一种制造熔模铸造壳模的方法，该方法包括：
准备第一和第二耐火涂层浆料，其中至少一种所述浆料由干混物形成，所述干混物含有纤维和耐火填料，并且包括约0.5wt％到约40wt％的稻壳灰，所述干混物与粘合剂溶胶混合形成所述浆料；
在可消耗的模型上涂敷所述第一和第二耐火涂层浆料中的一种以形成涂敷过的预成型坯；
在所述涂敷过的预成型坯上涂敷或者不涂敷耐火材料灰泥；
充分干燥所述涂敷或未涂敷灰泥的涂敷过的预成型坯以在该预成型坯上涂敷所述第一或第二耐火涂层浆料中的另一种；
当所述预成型坯包括至少一层由所述干混物形成的耐火涂层浆料的涂层时，重复必要次数的耐火浆料的涂敷以及灰泥的涂敷或不涂敷以形成具有所需厚度的预成型坯；
干燥所述多层的预成型坯以形成熔模铸造坯壳模；和
将所述坯壳模加热至足以形成烧结熔模铸造壳模的温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述熔模铸造壳模包括多个由所述干混物形成的浆料层。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述熔模铸造壳模包括至少一层不包括所述干混物的耐火浆料。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述纤维包括选自由耐火纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、有机纤维和碳纤维所组成的组中的至少一种纤维。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述纤维包括有机纤维，并且所述填料包括粒径在约20到约600目之间的陶瓷颗粒。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述纤维的平均长度约在0.2到12mm之间，以所述干混物的重量计纤维含量约在0.1wt％到12wt％之间。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述纤维的平均长度约在1到4mm之间，以所述干混物的重量计纤维含量约在0.2wt％到2.5wt％之间。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述熔模铸造壳模包括含有无机纤维的干混物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述无机纤维选自由E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、陶瓷氧化铝硅石纤维、矿棉及其组合所组成的组中，并且所述有机纤维选自由烯烃、尼龙型纤维、芳香族聚酰胺纤维及其组合所组成的组中。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述粘合剂溶胶选自由胶体硅、硅酸乙酯、离子性硅酸盐及其混合物所组成的组中。
19.一种增加熔模铸造壳的壳构造厚度和/或壳构造均匀性和/或渗透率的方法，其中所述壳通过在模型上覆盖耐火浆料和耐火灰泥的交替层而制备，所述方法包括经由所述浆料将有效量的稻壳灰加入所述壳中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述浆料包括干混物和与所述干混物混合形成所述浆料的粘合剂溶胶，所述干混物包括约0.5wt％到约40wt％的稻壳灰。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述浆料包括干混物和与所述干混物混合形成所述浆料的粘合剂溶胶，所述干混物包括约4wt％到约15wt％的稻壳灰。
22.一种用于精密熔模铸造的陶瓷壳模，其包括稻壳灰。
23.根据权利要求22所述的壳模，其通过连续涂敷耐火涂层和灰泥涂层而形成，其中所述稻壳灰以改进所述壳模的渗透率、壳构造厚度和壳均匀性中至少一种的有效量存在。
24.根据权利要求23所述的壳模，其中通过在预制模型组件上涂敷浆料来涂敷所述耐火涂层，其中所述浆料包括：
含有耐火填料的耐火干混物，所述干混物包括约0.5wt％到约40wt％的稻壳灰；和
与所述干混物混合以形成耐火涂层浆料的适宜的粘合剂溶胶。
25.根据权利要求24所述的壳模，其中所述干混物包括约4wt％到约15wt％的稻壳灰。
26.根据权利要求22所述的壳模，其进一步包括陶瓷纤维。
27.根据权利要求22所述的壳模，其进一步包括玻璃纤维。
28.根据权利要求22所述的壳模，其进一步包括有机纤维。
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