铸造涂料配方及作用

1、实用文档铸造涂料配方及作用1、涂料所用原材料简介确定涂料的配方,需确定涂料的耐火材料组成、悬浮剂、消泡剂、载体溶剂的种 类,掌握相关材料的理化性能和微观结构等资料.1. 1耐火材料耐火材料应主要根据铸造合金种类选定.铸铁用涂料的耐火材料常选用鳞片石墨 和普通石墨、石英粉、铝矶土、滑石粉、蓝晶石粉等,对几种国外铸铁涂料的耐 火材料进行了 X射线荧光光谱分析和衍射分析,发现他们的耐火材料常有硅灰石、 莫来石、云母、刚玉、锂辉石等,骨料中各种粒型也是搭配使用,具说可提升涂 料的透气性和强度,粒型有片状、纤维状及粒状.铸钢件用涂料常选镁砂粉、结 英粉、高铝粉、棕刚玉粉等耐火粉料.对于高钻钢常用电熔镁砂

2、粉和镁橄榄石粉, 这些材料可抗高钻钢的碱*蚀.粒度一般在320目一200目,也要搭配使用.此 种涂料必须注意镁橄榄石粉中 SiO2石英含量?40%寸,往往影响涂料的作用, 由于SiO2和Mn3产生化学反响而粘砂.硅灰石CaO*SiO2l:是一种偏硅酸盐,属三斜品系,分低温型高温型两种,低 温型在1125c转变成高温型.硅灰石具有针状、纤维状晶体形态长/径比?22: 1和良好的耐热性低耐热度?1500C和烧结性,在涂料中可增加涂料强度、 悬浮性和高温透气性.一般应选用SiO2%> 50,沉降度< 70的高温型材料.它在 吉林、辽宁地区蕴藏量非常大,可在铸铁涂料中广泛使用.莫来石3AI

3、2O*2SiO2：斜方晶系,熔点1810C,多角粒型.化学性质稳定. 线膨胀系数小201000C, 5.3 X 10-6/ C,抗激冷激热性好,商品粉料可选 用经过高温烧结的煤什石粉,可保证涂料的高温稳定性.该材料国内供给丰富, 价格较低,在铸铁和普通铸钢中可使用.云母【KAI2 AISi3O20 OH*F2：一种具有层片状的硅酸盐,密度2.62.86 , 导热系数低平均0.67W/m.K,保温性能较好.其鳞片具有弹性,晶格稳定,文案大全实用文档热化学稳定性较好.该材料熔点较低12701330C,用于铸铁涂料时易于粘 砂.由于具有片状形态,可赋予涂料防降性、流平行,使涂料具有良好的韧性和 抗开

4、裂性,可用于铸铝件涂料中.蓝晶石AL2SiO4O：根据含蓝晶石的形态特点,将蓝晶石矿分成 3类变态： 针状和纤维状集合体纤维针状矿石；富含空晶石的假象蓝晶石集合体； 蓝晶石结核矿结核型矿石.蓝晶石矿物在高温下11001650C煨烧转变为莫来石和熔融状游离二氧化硅 方石英,同时产生不同程度的体积膨胀.其转变反响式为：3 AI2SiO5 3AI2O3*2SiO2+SiO2 1300C 以上铸造涂料应采用煨烧过的纤维针状产品, 它的耐火度比硅灰石和石英粉高,和皓 英粉相似,由于它的纤维针状形态,可提升涂料的强度和透气性及耐火度. 目前 该产品在吉林磐石等地也有出产, 可用于铸铁、普通铸钢等涂料中.其

5、它材料的 性能本文不在详述,在选用时应仔细查找相关资料.1. 2载液水或乙醇甲醇可作为载液.水基涂料本钱比醇基涂料低,且悬浮性好限制, 但需要一套烘干和和排除水蒸汽的设备.醇基涂料烘干容易,很多小型企业经常 使用,但它有以下问题：浇注时发气量大,本钱高,涂料气味很大,影响工人健 康,平安性也差.一般建议多采用水基涂料工艺,尤其是一些形状较简单的铸件, 如钻钢鳄板等.甲醇的应用可改善烘干质量,可和乙醇配合使用.1. 3粘结剂根据载液的不同,粘结剂分为水基用和醇基用两种. 对粘结剂的一般要求是：在 水中或乙醇中易溶易分散；具有较高的干强度,尤其是高温强度.糖浆、纸浆、 酚醛树脂、聚乙烯醇PVA、聚

6、乙酸乙烯乳液白乳胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB、 竣甲基纤维素CMC,以及高温性能好的粘土、磷酸二氢铝、硫酸盐、松香、水 玻璃和硅溶胶都可作为涂料的粘结剂.酚醛树脂、既具有较高的常温强度,又具 有较高的高温强度,我们在涂料中广泛应用.水基涂料可直接采用碱性液态酚醛 树脂,醇基涂料采用热固性酚醛树脂,先在酒精中泡开,溶化后再参加涂料中,文案大全实用文档它和PVB配合使用效果更佳.聚乙烯醇PVA和磷酸二氢铝配合使用,效果也 较好,本钱也低.某些商品涂料具有硬化可逆性, 即掉到地上已硬化的涂料仍可 重复混制、使用.某些水溶性树脂,如 PAMB具备这种性能.1. 4悬浮剂常用的悬浮剂有锂基、钠基或有机膨润土

7、、凸凹棒土、CM曲.锂基膨润土不但悬浮性好,所制涂料的涂刷性能也较好,在醇基涂料澡中经常采用,但采用锂基 土的涂料易于发生“沉死底的现象,涂料最好现配现用.要水基涂料中可采用 钠土和CMCE合使用,效果也较好.有机土效果最好,价格过高,一般在要求较 高的醇基涂料中少量参加.选用膨润土类悬浮剂时,在保证悬浮性的前提下,加 入量越少越好,参加量过大涂层易开裂.1. 5其它添加剂实型或消失模涂料还需参加以下几种助剂：外表活性剂用来改善涂料对 塑料模样外表的润湿性,常用的是非离子型的外表活性剂 JCF脂肪醇聚乙烯醴、 OP-10烷基酚与环氧乙烷的缩合物、NNO蔡磺酸钠甲醛缩合物,它兼有分散 和减水作用

8、.外表活性剂易于产生气泡,在涂料中尽量少加或不加.消泡剂 涂 料在高速搅拌过程中也可能卷入空气产生气泡,因此要参加少量的消泡剂.常用 的有正辛醇、正丁醇、SPA-202脂肪族矿物油、SAF 聚甲基硅氧烷乳液.防 腐剂 常用的防腐剂有五氯酚蔡、五氯苯酚、苯甲酸钠、甲醛等.碳吸附剂 冰 晶石Na3AIF6在高温下形成活性NaR AIF3等,对模样分解出的碳产生吸附 作用,使之不沉淀在铸件外表,从而预防铸件外表积碳的产生.止匕外,涂料中还 掺入氧化铁粉Fe2O3,提升涂料的自剥离水平和抗氮气孔水平.件外表光洁, 并在一定程度上提升尺寸精度.2涂料的作用和性能要求涂料可以填充型和芯的外表孔隙在高温下抑

9、制砂型与金属液的热相互作用机械渗透和化学侵蚀,从而预防机械粘砂,使铸件外表光洁,并在一定程度上提文案大全实用文档高尺寸精度.涂料还能够提升型和芯的外表强度,预防因液体金属的冲刷作用而 发生砂眼、毛刺等缺陷.涂料层的隔离作用,还能够预防因型和芯受热产生大量 气体侵入铸件而形成气孔缺陷.热膨胀低的涂料还可减少铸件夹砂缺陷.止匕外, 通过在涂料中添加绝热保温材此外, 通过在涂料中添加绝热保温材布,调节热流 的传递和运动,限制合金的凝固和结晶过程,从而消除缩松缺陷.在涂料中添加 某些特殊附加物,还能做到局部孕育或外表合金化, 到达改善组织的目的.涂料 的这些作用,近来也受到人们的重视.对于涂料的性能,

10、有许多要求：2.1 悬浮稳定性涂料应当在一定时间内不沉淀、不分层、不结块并保持密度的均匀性.悬浮性主要决定于所添加的悬浮剂 的质量和参加量,以及耐火填料的颗粒大小和比 重等.2.2 渗透性它表示涂料在涂覆后能够渗入型或芯表层一定深度的水平.渗透性并不是越大越 好.渗透性过大,会造成不必要的浪费,或难以保持一定的厚度.渗透性过小, 涂料在型或芯上的附着力小,烘干和浇注时易起皮破损.渗透深度取决于耐火材 料的粒度、涂料的比重和粘度、涂料悬浊体系的外表特性和内部结构特点,以及涂料与型或芯的润湿性等.2.3 触变性,摇溶性物理化学中把触变性现象视为一种溶胶软胶可逆等温转变过程.触变性包括剪切变稀粘度依

11、时性的两个方面：一是在剪切力作用下能变稀,剪切力去除后又会恢 复原先的状态,二是上述变稀或变稠都有一个时间进程.通俗地说,就是“一搅 就稀,静止还稠.好的涂料应当具有一定的触变性,使用时 “稠而不粘,滑而 不淌,便于涂刷、浸涂、喷涂,而涂料既不堆积,也不流失.触变性是现代铸 造用的涂料的主要工艺性能之一.它在一定程度上是反映涂料许多工艺性能如 悬浮性、涂刷性等好坏的综合指标.触变性取决于涂料悬浊体系的内部结构特文案大全实用文档点,可以通过在一定剪切速率下涂料的表观粘度和时间的关系来判断.2.4 涂覆性它表示涂料以一定厚度均匀覆盖在型或芯外表的难易程度. 涂覆时应当不堆积、 不流失,也不损坏型或

12、芯的外表.目前还没有直接测定涂覆性的方法, 一般可以 用涂料的粘度、比重、触变性、涂层厚度或涂挂重量等指标综合衡量.2.5 外表强度涂料必须有足够的外表强度,以预防涂层在搬运和合箱过程中损坏.2.6 高温抗裂性涂层在烘干和浇注过程中应当不开裂,以预防铸件产生毛刺或脉纹.2.7 抗粘砂性预防粘砂的水平是涂料的主要性能之一.它主要取决于涂料的组成,尤其是耐火 材料的性质以及浇注时的气氛.涂层的厚度、强度、抗裂性对抗粘砂性也有影响. 存期长、无公害、低本钱、适应性广等.除上述性能外,还要求涂料发气少、存 期长、无公害、低本钱、适应性广等.涂料要全面满足以上要求,实际上是困难 的.对于不同的砂型种类、

13、不同的铸件甚至同一铸件的不同部位,应当根据低 本钱高质量的原那么选择使用适当的涂料.2.8 备和涂桂3.1水基实型涂料配方首先应根据铸造合金的种类和铸件大小等要求确定制备涂料的性能,如耐火水平,涂层强度,涂料保存时间等,然后选择耐火粉料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂, 经试验调整调整并确定配方.表 1,表2和 表3列出了配制的几种配方.文案大全实用文档3.1表1铸铁水基实型涂料配方涂料组分碱性酚醛树脂CMC钠土水氧化铁粉培粉锂辉石莫来石WT/%6033060051004005003.1 表2高钻钢实型醇基涂料配方涂料组分酚醛树脂PVB锂土文案大全实用文档酒精氧化铁粉培粉电熔镁粉正辛醇WT/%30

14、630500517083053.1表3铸铁醇基实型涂料配方涂料组分酚醛树脂PVB锂土酒精氧化铁粉培粉石墨鳞片文案大全实用文档石墨 WT/% 25 8 25 550 5 150 800 503. 2涂料的制备制备时一般先在分散机中分散,再经过研磨设备研磨.对于年用量 I00t以下的 企业,23千瓦的分散机即可.其叶轮有叶片和圆盘两种.叶片式搅拌力较大, 能使物料上下翻动,但转速稍高就会引起物料飞溅,圆盘式叶片上下交错分布, 对物料有很强的剪切作用,可平稳地高速转动,分散效果较好,生产率也较高, 设备可自制.叶轮的线速度可选用大于200cm/min的为宜.对于产量要求不高的 企业,也可选用小型球磨

15、机,圆桶直径在 0.5-0.8mm左右,转速100转/min左 右.涂料在球磨机中研磨,除分散效果良好外,还可使骨料破碎,起到对涂料的 活化作用,提升涂层的质量.球磨机比胶体磨效果好,经球磨机研磨好的涂料不 但涂层强度高,而且流平性和涂刷性等工艺性能都较好,球磨时间4h以上.水基涂料的搅拌程序一般是将膨润土、 CM(»水置于分散机中搅拌成浆状再参加 耐火材料连续搅拌,然后依次参加粘结剂、外表活性剂等助剂.膨润土和CMC预先泡好,效果会更好.醇基涂料如使用锂基膨润土作悬浮剂, 应预先用水预发 24h以上,酚醛树脂和PVB等也要先用酒精泡开,再将其参加分散机中混合.我 们也采取过将泡好的

16、酚醛树脂和锂基膨润土混合碾压成预混体长期保存,使用时按比例参加到其它混合料中一起混制成涂料.该法对于小型企业非常适用.文案大全实用文档3. 3涂料的涂敷根据铸件的生产批量来选用涂料的涂挂方法.对于单件、小批量生产的模样,宜 采用刷涂.对于较大的铸件可采用流涂.流涂的涂料粘度应小一些,并具有较好 的涂挂性能；批量和形状复杂的模样采用浸涂和流涂,薄壁易变形的模样采用喷 涂法.几种方法可结合使用.涂料必须均匀覆盖模样外表,无缺涂、过度流淌或 夹杂气泡.涂层厚度一般在0.5-2.5mm,可根据铸件形状、薄厚、复杂程度、合 金种类、浇口静压头高度等因素确定.一般需涂1-3次,每次涂层均需枯燥,如枯燥后的

17、涂层产生裂纹,应及时降低涂 料的比重、膨润土参加量,适当增加粘结剂的参加量.涂层枯燥,一般在烘炉中 通过热空气(低于60C)循环实现.烘干时间3-10ho也可采用室外晾干、红外 线或微波枯燥.4、质量与性能检测涂料性能的检测是保证涂料质量的必要重要条件,涂料的物理性能,如比重、粘度和悬浮性可以在试验室中用常规仪器检查.比重的检测最好用称重法,由于实型涂料的粘度大,比重计及波美度计不易自由悬浮,影响检测结果.比重的检测 非常重要,它直接影响涂层厚度,并可限制溶剂的参加量.涂层厚度可采用称量 法和专用卡尺测得.涂层透气性测定有多种方法,在试验室采用固定配方的膨润 土湿型砂标准试样,在一端涂上涂料后

18、烘干,在普通透气性仪上测定.在生产现 场,可采用测定浇注时间的方法间接估算涂层透气性.涂层强度采用SVQ型涂料涂层强度测定仪测定.测试前先向底座的涂料槽中逐层 涂刷涂料并烘干,经打磨保证涂层厚度为 1.2mm测试时开动空压机向空腔内加 压,直至涂层破裂,从压力表上读出最高压力,该压力值即作为涂料的涂层强度 值.对表2和表3的涂料性能进行了测定,结果如表 4和表5.表4铸铁水基实型涂料性能涂料名称(24h)悬浮性文案大全实用文档g/cm-3密度透气性涂层强度MPa高温急热抗裂性发气量Ml/g自制1981.90170.151级21表5实型醇基涂料性能涂料名称悬浮性(2h)密度g/cm-3透气性涂层

19、强度MPa高温急热抗裂性发气量Ml/g文案大全实用文档自制2自制395981.581.2575800.0751.00801级1级22.520.05、生产应用某厂生产球铁杆头铸件,需要一批高质量的实型涂料,采用进口阿什兰消失模涂 料,效果良好,但价格太高.采用国产的商品涂料,质量不是很稳定,如采用仅 依靠进口涂料,势必增加很多本钱.我们通过分析认为,如大局部采用国内材料, 粉状材料本钱可降低至4000元以下,经济效益是非常明显的,而且可以根据需 要随时进行性能调整.根据资料配制以270目高铝粉为耐火材料的涂料,粘结剂采用白乳胶.经轮试验 后发现,涂料透气性较差,涂料易起泡,铸件废品很多,最初两次几乎没有成品.采用200目莫来石和锂辉石做为骨料,以水溶性酚醛树脂为粘结剂,经试验效果 较好,所生产的铸件根本都浇成了,铸件粘砂较严重.随即又在配方中添加了 320目皓粉,进行了试验,效果非常明显.铸件浇铸后涂层和铸件非常易于剥离, 完全解决了粘