| 层级 | 核心功能 | 耐火材料选型关键 | 强度提升逻辑 |
|---|---|---|---|
| 面层（第 1-2 层） | 保证铸件表面光洁度，隔绝金属液与背层反应 | 高纯度、细粒度、化学惰性强 | 细粉涂料形成致密涂层，增强与蜡模的附着力，避免层间剥离 |
| 过渡层（第 3-4 层） | 衔接面层与背层，提升层间结合力 | 中粒度、中等强度 | 粒度介于面层与背层之间，消除 “细 - 粗” 粒度突变导致的层间空隙 |
| 背层（第 5 层及以上） | 提供型壳主要抗压、抗冲击强度 | 粗粒度、高强度、低膨胀系数 | 粗颗粒形成多孔骨架结构，配合粘结剂固化后，大幅提升型壳刚性 |
替换低强度材料：将普通石英砂背层，升级为莫来砂或电熔铝矾土砂。莫来砂的抗压强度是石英砂的 2-3 倍，热膨胀系数更低，焙烧后型壳不易开裂；电熔铝矾土砂耐冲击性强，适合大型厚壁铸件的背层支撑。
增大背层粒度：背层耐火砂粒度从原有的 80-120 目，调整为30-60 目粗颗粒。粗颗粒间的孔隙结构在粘结剂固化后，形成更强的骨架支撑，同时保留良好透气性，避免强度提升导致透气性下降。
粒度梯度设计：按 “面层（200-320 目粉）→ 过渡层（100-150 目砂）→ 背层（30-60 目砂）” 的顺序，实现粒度逐步增大，消除相邻层级的粒度差，让层间结合更紧密，避免因应力不均导致开裂。
材质兼容匹配：确保面层与背层材料的热膨胀系数接近。例如：面层用锆英砂时，背层优先选莫来砂（热膨胀系数约 5.5×10⁻⁶/℃），避免锆英砂与石英砂搭配时，因热膨胀差异过大导致层间开裂。
小型精密件：原背层 2-3 层，可增加至 3-4 层，每层涂挂后确保充分干燥，避免未干叠加导致层间粘结力下降。
大型厚壁件：背层增加至 5-6 层，采用 “厚涂挂 + 重撒砂” 工艺，每层涂料粘度提高至 30-35s（涂 4 杯），确保砂料与涂料充分结合，形成厚实坚固的背层支撑。
粘结剂升级：背层涂料的粘结剂，从普通硅溶胶（SiO₂含量 25%）升级为高浓度硅溶胶（SiO₂含量 30%），或添加 1%-2% 的硅酸乙酯增强剂，提升耐火砂颗粒间的粘结强度。
工艺优化：背层涂挂后延长干燥时间（比常规延长 20%-30%），确保粘结剂充分固化；焙烧时采用 “阶梯升温”（室温→300℃→600℃→900℃），避免升温过快导致型壳内部应力集中，进一步强化型壳强度。
面层：320 目锆英粉 + 硅溶胶涂料（保障精度）
过渡层：150 目锆英砂（衔接层间）
背层：60 目莫来砂 + 高浓度硅溶胶（4 层）
核心优势：强度提升的同时，莫来砂低膨胀系数可减少型壳变形，避免铸件尺寸超差。
面层：200 目刚玉粉（耐金属液冲蚀）
过渡层：100 目刚玉砂（增强层间结合）
背层：30 目电熔铝矾土砂 + 硅酸乙酯粘结剂（6 层）
核心优势：背层粗颗粒高强度材料，可抵御高温金属液的冲击，杜绝冲砂缺陷。
面层：200 目石英粉（保障基础光洁度）
过渡层：120 目石英砂（过渡衔接）
背层：50 目石英砂 + 硅溶胶（增加 2 层背层）
核心优势：不更换高价材料，仅通过增加背层数量和粒度，低成本提升强度。
强度测试：优化后随机抽取型壳，进行抗压强度检测，常温抗压强度需≥15MPa（普通铸件）、≥20MPa（大型厚壁件），避免脱蜡或浇铸时开裂。
透气性检测：强度提升的同时，需保证型壳透气性≥100mL/min，防止气体无法排出导致铸件气孔，可通过调整背层粒度和层数平衡强度与透气性。
表面质量验证：试浇后检查铸件表面，无粘砂、麻点等缺陷，确保面层材料未因背层调整受到影响。