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文档简介

1、重力和低压铸造涂料的开发和应用金科福士科有色冶金材料有限公司是英国Foseco公司在中国大陆的第一家合资企业。在全球,Foseco的名字始终是熔融金属工业的创新、优质和服务的 象征。本公司从1994年2月份合资以来,陆续引进了具有国际先进水平的当 代铝工业熔炼铸造所必不可少的熔剂、添加剂、铝钛硼丝、陶瓷泡沫过滤板、耐 火材料、高温涂料和在线除气装置的生产技术和设备,产品面向中国及东南亚地区。目前,除熔剂和添加剂已全面供应市场外 ,1995年我们着重对铝及铝合 金铸造业开发了一系列新产品,包括全套重力和低压铸造涂料、流道涂料、低 压铸造开液管涂料、地竭炉熔炼用的片状除气剂、覆盖除渣剂和低温除渣剂

2、。现 这些产品均已完成实验室试验和工业化试验,并已全面投放市场。本文将重点介绍重力和低压铸造涂料的开发和应用。自从重力铸造和低压铸造法问世,人们就认识到金属型涂料的重要意义。选 择和有控制地应用最佳的金属型涂料 ,或将涂料进行合理的组合,如同金属型 设计、金属的处理及浇注系统一样 ,对生产精美的铸件起着重要的作用。2 涂料的功能和特性 金属型涂料的基本作用有:保护金属模具,延长模具寿命;利于铸件脱模,防止粘结和氧化物堆积;控制由铸造合金向金属模具传递的热流。改善铸件表面光洁度。由于生产质量优良的铸件需要控制铸造合金充填金属型腔和在金属型腔内凝 固的全过程,因此金属型涂层的最重要的功能无疑是使金

3、属型具有绝热层并控 制热流由铸造合金向金属型腔内的传递。涂料的绝热性主要取决于三个关键因素:(1)涂料成分;(2)涂层厚度;(3)涂层孔隙度。2 .1 涂料成分金属型涂料目前主要是以水为载体 ,加入高温粘结剂和 耐火填料。绝热涂料含有绝热矿物混合料 ,涂料中的填料在铝合金的正常温度 下应有足够的耐火度,保证其不发生化学变化,基本上只是物理作用。金属型 铸造者在选择用于所生产的具体铸件的涂料或涂料成分时,需要考虑的最关键的涂料性能是:导热率、粒度、润滑性,以保证铸件易于脱型和表面光洁, 并保证涂层有较高的绝热性以防止铸件浇不足。目前配制绝热涂料的主要成分是 氧化铝、滑石粉、 云母、硅藻土和氧化钛

4、,这些矿物质均具有很高的绝热性。2 . 2涂层的厚度图1为我们所生产的绝热涂料涂层厚度与其绝热性的关系曲线,该图表明,300仙m厚度的涂层,其绝热重力和低压铸造涂料的开发和应用性并不比200 pm的涂层提高很多,且由于超过300 pm的涂层极易与金属型分离 而剥落,故涂层的最佳厚度应为150250 pm。|(H200 W <00 SD0图1 涂层厚度与绝热性的关系曲线2 . 3 涂层的孔隙度涂层孔隙度的形成主要取决于与金属型型腔表面接触的载体水的蒸发速度即取决于涂覆方法和涂覆条件。一般在铸型温度为170200 C时进行涂覆常能获得最佳的结果。现在大多数铸造厂涂料的使用还是采用在生产现场人

5、工 搅拌,然后倒出一部分稀释使用,由于人为因素很多,常常导致涂料成分比 例失调,有时也导致粘结剂的比例失调 ,使金属型保温性能不均匀和涂层脱 落。国外许多厂目前已在生产现场设立中心搅拌站,涂料在中心搅拌站内稀释 并一直保持搅拌状态,这样保证其成分均匀一致,从而使涂层在模型上的沉积 均匀一致。在较高的金属型温度进行涂覆时,由于涂料的载体水与高温金属之间反应 强烈,通常能获得很大的孔隙度,这时涂层的绝热性自然很好,但涂层对铸 型的附着力及寿命均很低,这是因为过高的金属温度会引起强烈 “回弹”, 使涂层难以粘附到金属型型腔表面上的缘故。相反,型温较低时虽然涂层寿命较高,但这种涂层致密,绝热性很差,

6、而且过低的金属型涂覆温度会形成涂层“堆积”,当金属型加热到工作温度时就会产生涂层开裂和起皮的缺陷。3 涂料的开发和应用金科福士科合资公司目前开发的金属型涂料产品主要有:绝热涂料,润滑/导热涂料和半绝热涂料。3 .1绝热涂料产品贸易名称为 DYCOTE 34 , DYCOTE 39和DY - COTE 140。该系列产品配方全部由英国 Foseco公司提供,利用国内原料进行 加工配制。DYCOTE 34涂料颗粒相对较粗,但绝热性能好,经久耐用,极 适合于细薄截面铸件和大平面铸件,其独特的颗粒形貌在模具表面形成“锯齿形"边缘(见图2),具有非常有用的功能,既可以“撕裂”或“刺穿 ”在熔融

7、铝表面形成的氧化膜,改善金属的流动性,使流入模腔内的铝具有 更完善的熔融性,又利于空气逸出。涂层厚度为 200280 pm时,空气 间隙形成的瞬时变化如图 3所示,从图3可见,由于涂料的绝热性,空气 间隙在很短的时间内即趋于稳定,气隙的形成也为防止铸件欠铸和脱模提供了 有利的条件。正确仔细地应用 DYCOTE 34可以防止铸造时铸件缺肉和冷隔。图2 DYCOTE 34涂料颗粒形貌示意图图3 空气间隙瞬间变化曲线DYCOTE 140是一种润滑的、中高级绝热涂料 ,极其通用,常用于小型或 中等截面的铸模,如活塞件,小型的汽车轮毂、摩托车轮毂等,该种涂料涂层 经久耐用并具有抗剥落性。图4 DYCOT

8、E 39涂层层叠板形形貌示意图DYCOTE 39可提供最高水平的光滑晶亮的铸件表面,由于DYCOTE 39中大量的耐热充填物如层叠的板 形(见图4),使涂料与金属液的接触面积 增大,从而使铸件的表面光泽非常好。但这种耐热的板形形貌不能夹入大量的 空气,所以其绝热性比类角形形貌的 DY - COTE 34要低,有时候,在需要 绝热的位置,要考虑与DYCOTE 34配套使用。这三种涂料按其绝热性排列为 DYCOTE 34 , DY - 7 5 1COTE 140 ,DYCOTE 39依次递减,而铸件表面光洁度则依次递增。3 . 2 润滑/导热涂料产品贸易名称为 DYCOTE 11 。以半胶体石墨为

9、 基,用于帮助铸件脱型,同时,DY - COTE 11也适用于重力铸造的活动部分 ,如模芯,滑杆等处的润滑和模具接合面的润滑。3 . 3半绝热涂料产品贸易名称为DYCOTE 36。该种涂料具有良好的脱型性能和适中的绝热 性能。表1涂料产品性能用途一见表产品名称性状稀球比例用途黑色 枝状I 3 r 5的导热和急冷性除荆:半孔胶不DAWTE 11作急冷用可胃理石率犬利.适用于重力侨造的112 Hq整动部分灰色 糊状隔热源制.适用于源敷茸傅青1 3- 5XJD截面和大平面的帙模.具有高 绝热性,也适用于打冒口.黑色瑚状具稗强粘结力,为半孔胧型石 里及其它成分的水溶性涂剂一DTOTE 3613-5Hq

10、具白洞酒改施.磨二神抬忖一特 别埴合复杂的锌及揩合金的重 力镣*白色糊状特助的隔热性涂剂,广泛适MD 较DTE 391 3 - 5 M于转台金.能产生最光滑的片件衣面工DiTOTE 140白色 颗状1 3- 5K4J粽理的逋用冷料,产生中到细 的铸件出向北用于艮杂铸件,3 . 4涂料性能综述表4涂料的施涂4 .1 模具准备新金属型施涂前必须进行彻底的清理,除去所有的润滑油脂和锈斑,已经使用过的金属型必须将原有的涂层彻底清除掉。目前清理金属型的方法主要是钢丝刷消除型面污垢 ,喷砂喷丸清理和湿化 学无损清洗法(本公司生产湿化学清洗脱膜剂 ANISCOL 100)。清理后的模具 均匀地加热到3003

11、50 C,加热方法通常采用将煤气燃烧嘴适当地分布在 金属型内侧及四周,但用这种方法加热金属型难免会使整个金属表面产生温度差。现在,许多铸造厂已在专用的预热炉中预热金属型模,以保证整个金属型具有极其均匀和平滑的温度场。4 . 2 涂料的混合和稀释打开桶盖,将涂料再彻底重混一次,倒出要求 量,按要求的稀释倍数进行稀释,持续混合一段时间直到其均匀。5 . 3 施涂待模具温度降到180 C左右,在模具的不同位置按性能 要求选用适当的模具涂料,操作应迅速而仔细,从几个不同的角度喷入,保 持喷枪移动以减少模具表面的盲区。涂料最好是薄薄的喷34层而不是厚的 12层,喷枪离模型距离为200350 mm ,喷枪压力设定不大于 200 kPa ,喷涂技术好会使铸件的表面质量出现惊人的提高。涂层厚度控制在150250 pm,现国外许多铸造厂已采用磁性笔型仪来测量涂层的厚度,并把它作为一种在线控制的手段。喷涂过程中金属型的温度对涂层的工作性能影响 很大

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