熔模鑄造型殼粘結劑有硅酸乙酯、水玻璃、硅溶膠三種，硅溶膠和硅酸乙酯型殼質量優于水玻璃型殼。硅溶膠屬于環保型粘結劑，這符合熔模鑄造綠色鑄造的要求，所以硅溶膠型殼近年來得到了廣泛的應用。鑒于此，本文簡述熔模鑄造硅溶膠型殼的研究現狀。
　　1.硅溶膠型殼所用耐火材料的替代研究
　　熔模鑄造型殼是由粘接劑、耐火材料及附加物組成的。其中耐火材料占總比重的90%以上，對型殼性能影響很大。
　　制殼耐火材料應使型殼有足夠的常溫強度和高溫強度，在高溫下不發生變形；有良好的透氣性、熱震穩定性、熱化學穩定性、脫殼性等性能。為此，制殼用耐火材料必須有足夠的耐火度、熱化學穩定性、小而均勻的熱膨脹系數、合適的粒度，并要有利于涂料性能的穩定。此外，作為制殼材料還應對人體健康無害、貨源充足和質量穩定。
　　熔模鑄造用耐火材料種類繁多，成分復雜。按其用途大致有三種：型殼面層用耐火材料；型殼加固層用耐火材料；陶瓷型芯用耐火材料。按材料本身屬性來分，有酸性、堿性、中性三種。耐火材料對涂料、型殼和鑄件質量影響很大，所以需要根據制殼工藝、澆注鑄件的金屬材料、結構以及鑄件質量的要求選擇合適的耐火材料。
　　硅溶膠涂料有三種：面層涂料、 過渡層涂料和背層涂料。面層涂料將直接與金屬液接觸，應不與金屬液及其氧化物發生反應，并形成平整、致密、堅實而光滑的型殼表面，以保證鑄件表面光滑、輪廓清晰、無表面缺陷。背層涂料不接觸金屬液，它應保證型殼具有良好的強度和抗變形能力等良好的綜合力學性能。過渡層涂料則是為了更好的將面層和背層涂料結合起來。
　　為防止面層涂料與金屬液及其氧化物發生反應，耐火材料的化學穩定性要好，要用較純的材料。耐火材料種類隨鑄件合金種類而定。高合金鋼選剛玉作為面層耐火材料，一般鋼選鋯砂或熔融石英作面層耐火材料。鋯英砂資源短缺且價格上漲，因此，尋找鋯英砂替代材料成為必然趨勢。田培鳳等采用某種煤矸石砂替代面層鋯英砂，結果表明，面層使用該種砂的型殼適用于澆注低合金鋼，而澆注不銹鋼時須對型殼材料及工藝進行調整。加固層主要是保證強度，張曉軍對鋁礬土加固層型殼的抗彎強度試驗和實踐，證明了采用鋁礬土粉(砂)作為加固層涂料和撒砂材料是可行的。
　　熔模鑄造硅溶膠型殼的質量和性能對熔模鑄件的質量起著關鍵作用，因而，研究適用于熔模鑄造硅溶膠型殼的耐火材料的性能成為必需，開發低成本、環保的耐火材料，促進熔模鑄造材料的循環利用是熔模鑄造發展的必然趨勢。主要可以從以下幾個方面入手。
　　（1）熟悉各種耐火材料的特性，考慮成本，發揮地區優質，開發可替代性。
　　（2）耐火材料的選擇與粘結劑、澆注的合金材料密切相關。
　　（3）回收利用廢舊型殼材料，可把回收的面層材料用于背層。
　　2. 硅溶膠型殼快干研究
　　水基硅溶膠是一種綠色環保的粘結劑，在越來越重視環保的今天，應大力加以推廣。但普通硅溶膠型殼濕強度低，制殼周期長已成為其推廣使用中的主要問題。開發增強快干硅溶膠一直是各國研究的課題。硅溶膠的膠凝是由溶膠變為凝膠的過程，因此，凡是促使溶膠變為凝膠的因素都會加快硅溶膠的硬化。主要影響因素有：電介質、PH值、濃度、溫度。呂志剛等介紹了兩種增強型快干硅溶膠FS-Ⅱ和FS-Ⅲ，其層間干燥時間可縮短到1~2h。其中FS-Ⅲ增強快干硅溶膠在型殼干燥速度和型殼性能上相當先進。討論了增強快干機理，并介紹其制殼工藝參數和應用情況。田培鳳等介紹了一種乳膠改性快干增強硅溶膠F，經與國內外硅溶膠比較，硅溶膠F在提高型殼常溫強度、降低型殼殘留強度方面有較明顯的優勢。也有通過加入化學物質加速硅溶膠型殼硬化的實例，使含硅溶膠的流態物料或制品與氯化鈉（或氯化銨）水溶液接觸，前者表面就會迅即形成硬化層，并隨接觸時間的延續，硬化層逐漸增厚直至物料全部硬化為止 。還有復合型殼研究，即水玻璃、硅溶膠復合型殼，由于所用水玻璃和硅溶膠的酸堿性不同，可以使水玻璃和硅溶膠交替應用加速型殼硬化。面層硅溶膠涂料保證了鑄件表面光潔度的要求，背層水玻璃涂料保證型殼強度要求，降低成本。水玻璃和硅溶膠的交替使用既可以加速硬化，又可以較低成本制備符合要求的型殼。有報道表面層應用硅溶膠鋯英粉涂料，用來生產精鑄件，尤其是高合金鋼鑄件，其表面粗糙度可達Ra3.2μm，比水玻璃型殼的精鑄件表面粗糙度參數值有所降低，約低1～1.5級，尺寸精度也有所提高。利用熱能比如微波、紅外線等，快速干燥型殼也是一種型殼快干的方法，型殼微波快干法，即利用型殼結構材料中僅有粘接劑中的水基硅溶膠可以吸收微波，而耐火材料、蠟料不阻礙微波瞬間反復穿透的作用使型殼快速干燥，提高型殼的制造效率[10]。但是需要耗費資源，所以，在應用過程中需考慮成本以及環保問題。
　　快干方法主要有：
　　（1）硅溶膠中加入高聚物等制備快干硅溶膠。
　　（2）硅溶膠涂料工藝控制，比如用硬化劑硬化（發揮其綠色環保優勢，彌補其不足）。
　　（3）硅溶膠-水玻璃復合。
　　（4）微波、紅外線等快速干燥型殼。
　　3. 硅溶膠型殼回收利用研究
　　材料的循環利用是節約資源的主要方面，材料的循環利用節約能源、節約資源、保護環境，因而，硅溶膠型殼材料回收利用具有重要意義。為了循環利用硅溶膠型殼材料，需對硅溶膠型殼廢棄物具有清晰的認識。趙恒義分析了硅溶膠型殼廢棄物的物相組成，依此提出了型殼廢棄物資源化利用的一些途徑：①作建筑材料，如水泥、沙料、磚、填料。②作熔模鑄造的原材料，如耐火粉料和砂料、粘接劑、硬化劑。研究了廢棄硅溶膠型殼經破碎、磁選和篩分后的物相組成，以及重新將其制成硅溶膠型殼的強度、荷重變形和透氣性等性能，并與煤矸石硅溶膠型殼的性能進行了比較。
　　目前，系統介紹硅溶膠型殼回收利用的文獻和資料較少，很多企業對廢舊型殼進行了一定的重新利用，但是回收利用率較低。舊砂回收利用既可以降低成本，又可重新利用廢舊型殼材料，使資源循環利用。因而，借鑒其他鑄造方法中廢砂回收利用的經驗，系統研究硅溶膠廢舊型殼材料的回收利用具有很大的經濟效益和環境效益。在回收型殼的過程中，也應注意保護環境，做到節能環保。在開發型殼新材料、新工藝的過程中，就考慮到環保的問題，這是解決環保問題的根本方法。
　　4. 硅溶膠型殼質量控制
　　硅溶膠型殼一般用來制備精度較高的熔模鑄件，型殼的性能直接影響鑄件的表面質量，因此，硅溶膠型殼的質量需要嚴格控制。要控制硅溶膠型殼質量，深入了解硅溶膠型殼微觀結構是必要的。季曉玲，呂志剛[13]從膠體化學和物理化學的角度，通過對硅溶膠熔模鑄造型殼形成的過程中微觀結構變化的剖析為優化熔模鑄造制殼工藝提供理論依據。王珍等分析了硅溶膠熔模鑄造型殼的微觀結構，為系統研究硅溶膠型殼提供了理論依據。
　　對硅溶膠型殼的控制既包括對表面品質的控制，也包括對性能性能的控制。表面品質方面，常出現毛刺、開裂缺陷。呂志剛等討論了型殼間溫濕度、風力對型殼開裂的影響，并提出了監控的具體措施。趙恒義依據材料、陶瓷材料的有關理論和方法，分別對水玻璃型殼、硅溶膠型殼及其復合型殼在不同溫度時的抗彎彈性模量進行了測試研究。結果表明，耐火材料、溫度對型殼的彈性模量有較大的影響，硅溶膠型殼和復合型殼的彈性模量值比水玻璃型殼的大。
　　系統研究硅溶膠型殼的性能，制備符合要求的型殼是生產高質量熔模鑄件的前提。
　　5. 硅溶膠型殼展望
　　（1）鑄造行業是對環境污染較大的行業，節能減排、綠色制造是熔模鑄造生產中亟待解決的問題。因此，在制備硅溶膠型殼過程中，有必要考慮循環利用材料，采取節能減排措施，嚴格控制生產過程中的污染這幾個問題。比如利用澆注過程產生的余熱焙燒型殼
　　（2）產品的全生命周期理論在硅溶膠型殼制備中的應用。產品全生命周期是指產品從原材料采掘、原材料生產、設計、制造、包裝、儲運、使用與維修，直至回收處理的全過程。產品的全生命周期設計是發展循環經濟的基礎，硅溶膠型殼制備是生產熔模鑄件產品全生命周期中的一個環節，在硅溶膠型殼生產過程中應用產品的全生命周期理論，將是以一種全新的理念進行設計、生產。
　　（3）系統研究硅溶膠型殼。系統研究硅溶膠型殼的材料、工藝、性能是熔模鑄件產品的全生命周期設計的基礎。