随着制造业的不断发展，精密铸造作为关键的零部件制造技术，在众多领域的应用日益广泛。在2025年，精密铸造行业投资热度持续攀升，企业对产品质量和成本控制的关注度也达到了新的高度。而制壳工艺作为精密铸造的重要环节，直接影响着铸件质量与生产成本。深入分析主要制壳工艺并进行成本优化，成为企业提升竞争力、吸引投资的关键所在。

  一、水玻璃型壳：精密铸造中低成本但质量待提升的工艺

  水玻璃型壳工艺在精密铸造领域具有一定优势，其成本低廉，仅为1.0 元 /kg，生产周期短，仅需14小时，脱壳性优良且透气性高。近年来，耐火材料的改进和新型硬化剂的应用，使其型壳强度、尺寸精度、铸件表面质量和成品率有所提高。然而，与其他工艺相比，该工艺生产的铸件质量较差，铸件质量等级仅为 4 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5μm，尺寸精度在CT6 - CT8之间。

  水玻璃型壳工艺存在诸多问题。水玻璃粘结剂因 Na₂O 含量高，高温下型壳强度和抗蠕变能力仅为硅溶剂型壳的 1/30 - 1/50，且面层选用的石英砂(粉)和氯化铵硬化剂，导致精铸件质量不佳。同时，生产条件差，难以控制生产过程和参数，操作规范难以严格执行，产品质量难以保证，废品率和返修率较高。

  针对这些问题，可采取相应改进方法及成本优化措施。用高纯度硅微粉代替石英砂粉，并采用圆形石英粉制作面层涂料，提高面层化学稳定性和粉液比。加强生产现场管理，按标准操作，改善生产环境。选用石英 - 硅溶胶型壳替代石英 - 水玻璃型壳，经计算，在保证生产周期不变的情况下，生产成本仅增加 0.46 元 /kg 。

  二、复合型壳：精密铸造中结合优势却仍存不足的工艺

  许多厂家为克服水玻璃型壳工艺的缺点，采用复合型壳工艺，即第一、二层选用锆英石 / 莫来石 - 硅溶胶型壳，背层为水玻璃型壳。该工艺结合了硅胶型壳和水玻璃型壳的优点，提高了铸件表面质量，降低了表面粗糙度，减少了返修率。

  但复合型壳工艺也存在问题。由于背层采用水玻璃型壳，其高温强度和抗蠕变能力仍低于硅溶胶型壳，产品尺寸精度也较低。型壳前两层改为硅溶胶后，透气能力大大降低，在烧培温度低、保温时间短时，铸件易产生冷隔等缺陷，不适用于薄壁件、小件和特小件。且铸件质量稳定性低于硅溶胶型壳，成本优势不明显，采用锆英石成本是水玻璃型壳的 4.5 倍 ，采用莫来石作面层，成本与硅溶胶型壳差别不大。

  改进方法及成本优化可从以下方面进行。面层型壳耐火材料用石英代替锆英砂，可使每吨型壳成本下降约 3000 元，仅比水玻璃型壳增加 460 元。背层选用质量稳定、高温性能优良、价格相对便宜且与面层耐火材料膨胀率匹配的材料，如石英粉涂料 - 耐火粘土(体积比 1∶1)和颗粒粉涂料 - 耐火粘土(体积比 7∶3) 。同时，加强生产工序质量管理，改善生产环境。

  三、硅溶胶(低温蜡)型壳：精密铸造中适用于大件但成本较高的工艺

  硅溶胶(低温蜡)型壳工艺在精密铸造大件制造方面具有独特优势，低温蜡型壳工艺设备简单，成型容易，表面粗糙度与中温蜡相差不大，能满足中大铸件对尺寸、精度要求较低的需求。与复合型壳相比，其尺寸精度高、高温性能好、抗蠕变能力强，能生产薄壁件、中小件和特大件，成品率较高。

  不过，该工艺也存在不足。型壳多在水中脱蜡，铸件表面易产生夹杂，返修率较高。生产周期较长，若有死角未干透，水中脱蜡时硅溶胶易回溶，导致型壳产生裂纹。成本较高，约为水玻璃型壳的 5 倍，比复合型壳高 17%。

  《2025-2030年全球及中国精密铸造行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，为解决这些问题，可采取改进方法及成本优化措施。采用蒸汽脱蜡或在热水脱蜡时加入少量工业盐酸(体积分数 1% - 3%)，回收蜡时选用含盐酸 3% - 5% 的酸化水，并保证足够的沸腾和沉淀时间，以保证铸件质量。采用 “快干硅溶胶” 制壳，缩短生产周期，快干硅溶胶成本虽高出普通硅溶胶 20% - 30%，但可通过提高生产率、减少电耗弥补。采用石英粉作为面层耐火材料，相比锆英石成本可下降 55.8% 。

  四、硅溶胶(中温蜡)型壳：精密铸造中高质量但高成本的工艺

  硅溶胶(中温蜡)型壳工艺是国际上流行的精铸生产工艺，在精密铸造中，其生产的铸件质量高、返修率低，尤其适用于中小件和特小件的生产。但该工艺成本高昂，蜡模材料成本高，生产耗电量大，设备投入也大。生产周期明显长于水玻璃型壳和复合型壳工艺。对此，可采用改进方法及成本优化措施。用熔融石英或石英粉代替锆英石粉，保证产品质量的同时有效降低成本。采用快干硅溶胶制壳，缩短生产周期。

  总结

  在2025年精密铸造行业投资不断增长的背景下，深入了解和优化制壳工艺对企业至关重要。水玻璃型壳工艺成本低但质量较差，通过改进虽能提升质量，但仍存在局限性;复合型壳工艺结合了部分优势，但在高温性能、适用范围和成本控制上还有改进空间;硅溶胶(低温蜡)型壳工艺适用于大件生产，但成本和生产周期问题需解决;硅溶胶(中温蜡)型壳工艺能生产高质量铸件，但高成本和长周期限制了其应用。采用硅溶胶作为粘结剂是制壳行业未来发展方向，面层型壳采用石英石、熔融石，推广使用快干硅溶胶，可有效降低生产成本、缩短生产周期，助力企业在精密铸造行业投资浪潮中提升竞争力，实现更好的发展。