消失模铸造用涂料及配方

1、1涂料成分为镁砂粉3050%、珠光粉20-40%,云母粉15 30%、 硅溶胶3-9%、白乳胶1-5%、聚丙烯酰胺0.1-0.8%、羧甲基纤 维素钠0.1-0.8%、吸附剂1 -6%、阻燃剂0.3-2% 制备时先将吸 附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液，再与骨料及 其他成分混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热 解产生的液态产物，大大减少铸件的孔隙率，并在铸型一镁液界面 间形成还原性保护气氛层，使镁合金表面形成保护膜，阻止 氧化进 行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无 氧化皱皮的镁合 金铸件.2浇注时的负压度 浇注时施以负压可以 帮助热解产物排

2、出型外，有利于减少皱皮缺陷，但应注意负压度不可 过 低，否则容易引起渗透粘砂缺陷。浇注温度对球铁铸件皱皮缺陷 的影响。一般说来，提高浇注温度，有利于热解产物气化，并排出 型外，因而可减少皱皮缺陷。对于高铬铸铁，其浇注温度高于，对 于灰铸铁和球铁，其浇注温度大于，皱皮缺陷基本可以消除。2.浇 注系统 顶注式浇注系统有利于减少表面皱皮缺陷，但容易引起内部 炭黑夹杂。底注式浇注系统可以 实现金属液平稳上升，模样逐层气 化，不会产生内部炭黑夹杂；但在铸件上表面往往会聚集 较多的热 解产物，同时上部金属液温度最低，不利于热解产物气化，容易形成 较严重的皱皮缺陷。因此，必须在上部设置集渣冒口，设法将热解

3、产物排出铸件之外。通常，较高的铸件 用阶梯式浇注系统，这样既 可以实现平稳充填，减少炭黑夹杂缺陷，又不容易出现皱皮缺陷。只 有高度不大的小件才可以采用顶注式浇注系统 以上解答来自于罗通 博士的博文，仅供参考涂料配方下列仅供参考。1.铝矶土 90%, 石英粉10%,酚醛树脂2%,白乳胶2%,钙膨润土 3%,洗衣粉0.1%, 异丙醇0.1%，适量的水2.硅砂粉与铝矶土比例2: 3,(耐火材料 100%), GM-1 树脂 2%,硅溶胶 3%,锂膨润 土 1%, CMC1.5%，平 平如0.3%，减水剂0.5%，适量的水3.铝矶土 60%，片状石墨40%, 硅溶胶4%,粘结剂4%,膨润土 1%氧化铁

4、3%, CMC3%,N助剂0.5% 以上配方摘自于书本至于比例之和超过100%我也处于迷惑不解中。 望共同探讨。3.骨料 膨润土 乳白胶CMC BY水100% 2.7% 3.5% 2.5% 2.5%适量参考资料：消失模铸造工艺在大口径球铁管件4. 涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的 成本，研制了水基消 失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料，石英粉 共有3种粒度分布。所有涂料用碾轮式混砂 机制成膏状涂料，在搅 拌机中加入适量水搅拌成液体涂料，然后测其性能。研制出的涂料， 配方为：石英粉10 0 %，膨润土 4 % ,白乳胶2 .5 %，树脂3%,羧甲 基纤维素钠(CMC)

5、 0 .5 % ,以及其它附加物，其中石英粉要求粒度分 布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工 艺性能，特别适用于铸 钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产5.高锰钢件消失模醇基涂料的研 制 失模铸造作为一种先进的铸造方法深受人们的重视，并应用到 高锰钢件的生 产。目前，生产厂家所用涂料大都采用水基刚玉、锆 英粉涂料或醇基镁砂粉涂 料。使用水基刚玉涂料成本偏高，且涂料 性能也不理想。水基锆英粉涂料由于锆英粉呈弱酸性，而高锰钢呈 碱性，所以用其生产高锰钢件时，在铸件热节 部位或者是厚大铸 件往往产生严重粘砂1 。以聚乙烯醇缩丁醛（PVB）为粘 结剂的 醇基镁砂粉涂料，强度偏低，若为增加强度而增加PVB的

6、使用量 又造成PVB发泡，铸件表面出现麻坑。因此，为获得优质铸件， 有必要开发新的涂料以适应生产高锰钢件尤其是大型高锰钢件的需 要。1试验材料1.1耐火骨料涂料所用耐火骨料为铁合金厂生产 铬铁的副产品 铬铁渣，经破碎研磨成 粉状（料度200 目）。因其 A l 2 O 3含量超过85% ,C r 2 O 3含量超过10% ,故 称高铬刚玉。其熔点为1 8302 000 C ,密度为3. 68g /cm 3 , 莫氏硬度为9,热膨胀系数约为石英的一半，热导率为石英的2 倍。高铬刚玉属中性材料，不易与高锰钢液发生化学反应，且耐火 度较高，能够抵御高温金属液体的冲刷，其它性能皆有利于配制 性能良好的

7、涂料，同时成本较低，仅为刚玉粉、锆英粉价钱的1/3 左右。1.2其它组分a醇基涂料粘结剂采用酚醛树脂，其耐热性 好，价格 也 适当。PVB既是悬浮剂又是粘结剂。PVB与酚醛树 脂混合使用可以提高涂层强度2 。二者在使用前均溶于酒精中 待用。悬浮剂选用锂基膨润土，可在酒 精溶剂 中形成醇溶胶。先 用少量水引发，静置24 h后，变成膏状，这时加适量乙醇再用 高速搅拌机分散制成膏状悬浮剂。溶剂为工业乙醇，助剂采用微 量表面活性剂、消泡剂（正辛醇）等。为使涂料层在落砂时易剥 离、防粘砂，加入熔剂Fe 2 O 3。2涂料性能的测试方法 悬浮性 系用静置法，在100m l量筒中测涂料静置24 h后的沉淀物

8、所占 体积 百分比。 透气性在STZ直接式透气性测定仪上测定（用透 气性标准度样）。涂料层干 态透气性的具体操作及计算 方法见文 献3 。涂层强度测定4 是由粘度杯向涂有涂层的玻璃板上落 砂，直至擦破涂层露出玻璃板为止，称出落砂总质量，作为判 断涂料层面强度的定量指标。高温抗裂性测定，是将 50 mm 的水玻璃砂型试 样浸入涂料形成2 mm的 涂层，干燥后放入高温 炉中，在1 200急热2m in取出观察涂层开裂的情 况。触变性是 采用NDJ - 1型旋转式粘度计测量涂料的表观粘度随时间的变化情 况，即触变性曲线。涂料其它性能测试参照文献3 进行。3试 验结果3 . 1最佳涂料配方的确定悬浮性

9、、透气性和涂层强度是消 失模涂料的基本性能。为此采用正交试验方法考察涂料主要组成 （酚醛树脂、PVB、膨润土及氧化铁粉）对其性能的影响，以确 定出最佳涂料配方。正交试验采用4因素3水平（表1）,试验结 果如 表2。醇基涂料的配制工艺：锂基膨润土 +助剂+ PVB+ 酚醛树脂+耐火填料+熔剂+适量球磨球磨工业酒精30 60 m in +酒精.5-0 m in出料。根据各因 素对悬浮性、透气性 和涂料强度的主次关系综合权衡，A 2 B 2 C3D3 为最佳水平组合 条件，即为最佳涂料配方。表1 L 9 （ 3 4 ）因素水平表（质量分 数，）表2正交试验结果3 . 2最佳涂料性能确定最佳配方后，

10、再以此配方配制涂料，考察涂料的其它性能能否满足消失 模铸造 的要求。（1）涂挂性 对不同结构的消失模采用刷、浸、喷、淋等涂 敷方法在消失模表面涂敷涂料，都能在表面上形成一层均匀的涂 层，说明研制的涂料涂挂性较好。（2）触变性 要使消失模表面形成 一层均匀且具有一定厚度的涂料层，就要求 涂料应具有良好的触 变性，使其同时具有一定的涂刷性和抗流淌性。图1为研 制涂料 及文献涂料的触变性曲线，可见两种涂料的表观粘度在恒定的剪切 速率 下随着剪切时间的延长而大幅度降低，但最佳涂料触变性曲 线斜率大于文献涂 料图1涂料触变特性曲线 触变性曲线的斜率， 表明该涂料涂敷时的涂刷性和涂平性优于文献涂料。触变性

11、值计算 时，将10m in的读数(S )与30 s时的读数(S )代入下式 计算5 :最佳涂料触变性 S =( S - S S ) X 100 /(63-21) X 100 /63= 66. 6 文献涂料触变性=(S - S S ) X 100 /= (65-25) X 100 /65= 61. 5可见两种涂料触变性值均远大于涂料触变性应大于20的 要求6 。但仍可看 出最佳涂料触变性优于文献涂料的触变性值。 (3)物化性能 将最佳涂料与文献7 推荐的醇基镁砂粉涂料性能比 较见表3,可见其悬浮性、透气性、涂层强度均优于推荐涂料，证明 新开发的涂料比较 优良。表3最佳涂料与文献 推荐涂料性能对比

12、 3.3生产验证 在锦州发电厂铸造分厂进行批量生产验证。采用了刷 涂、浸涂和淋涂方法，用 带有这种涂层的消失模浇注球磨机衬板， 破碎机颚板及挖掘机半齿等高锰钢铸件，最大件270 kg,最大壁 厚达120mm。落砂后铸件表面光洁，平整，棱角清晰，无粘砂， 尺寸精度高。涂料烧结层呈片状脱落。4结论(1)研制的高锰钢件 消失模醇基涂料性能优良，成本低廉，浇注的铸件表面 质量好， 光洁无粘砂，尺寸精度高。(2)涂料不仅适合于生产高锰钢铸件， 也适合于生产碳钢件。.6.消失模铸造水基涂料的研制 摘 要：涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的 成 本，研制了水基消失模涂料。文中采用石

13、英粉为耐火骨料，石英粉 共有3种粒度分布。所有涂料用碾轮式混砂机制成膏状涂料，在搅 拌机中加入适量水 搅拌成液体涂料，然后测其性能。研制出的涂 料，配方为：石英粉100 % ,膨润土 4 % ,白乳胶2. 5 % ,羧甲 基纤维素钠(CMC)0. 5 % ,以及其它附加 物，其中石英粉要求粒 度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工艺性能，特别适用 于球墨铸铁件的消失模铸造生产。关键词：消失模铸造；涂料；透气性；流变性 自从1958年消失模铸造诞生以来，消失模铸造 引起了铸造界的广泛注 意，在铸铁件、铸铝件的生产上有一些应 用。进入80年代，随着干砂消失模铸造专利的失效，消失模铸造 得到了迅

14、猛的发展，国外开始建立了一大批生 产线，用于铸铝、铸 铁件以及铸钢件的批量生产。泡沫塑料模样、涂料、真空度、振动 等均为消失模铸造的关键技术，这些技术对铸件的质量有重要的 影响。其中涂料层的性状不仅影响模样的气化和气体的迁移，而且 和铸件表面质量、表面缺陷、铸件精度乃至铸件内在质量等都密切 相 关。除传统砂型铸造中要求 涂料有良好的悬浮性、适宜的密度、 粘度和流变特 性 外，还要求涂料有适宜的透气性。现有消失模铸 造涂 料一般以棕刚玉、锆 英粉、铝矶土等为耐火骨料，成本 较高。 石英粉是最便宜的耐火填料之一，具有较高的熔点(1 713 C ) 和烧结温度(1 5001 700 C ) 1 。虽

15、然高温下,SiO 2能与FeO发生反应，生成低熔点、低粘度化合物FeO SiO 2 ,易造成 铸件化学粘砂，但对于热作用不强的中、小铸钢件和铸铁件，石英 粉耐火涂料在普通砂型铸造中仍有一定的应用。文中在寻找一种适 用于球墨铸铁件且 性能优良而价格低廉的涂料目的下，研究了以 石英粉为耐火骨料的消失模铸造 水基涂料。1试验材料及方法1.1 试验材料共用3种石英粉耐火骨料，其粒形均为多角形，粒度 集中在0. 075 mm左右，粒度分布见表1。膨润土为四川盐亭钠 质膨润土，其吸蓝量为39 ,使用前两天，将其调制成膨润土浆， 并加入膨润土量3 %的Na 2 CO 3。聚乙烯醇(PVA)使用前在沸 水中熬

16、煮成10 %胶体水溶 液。羧甲基纤维素钠(CMC)使用前24 h配制成5 %的水溶液。载体为自来水。表1石英粉的粒度分 布% 1. 2试验方法 文中拟定了表2中5种涂料，每种涂料均用 S460型碾轮式混砂机制成膏 状，然后在自制搅拌机中加入 适量 水搅拌成液体涂料，膏状涂料混制工艺如 下：表2涂料配方% 用30 mm的带磨口量筒(刻度为0100 mm)测定涂料悬浮 性，静置时间为24 h。涂料干强度测定为：从1 000 mm高处加 铁丸冲击泡沫塑料上的约1 mm厚的涂料壳层，以冲出白点为终 止条件，涂料强度用铁丸质量 m与涂料层的厚度d之比表示， 其度量单位为g / mm。用STZ型直读式透

17、气性测定仪测试涂料在 常温以及400、700、 1 000 C下的透气性2 。流变性的测 定采用NDJ-1型旋转式粘度计，该粘度计共有4个转速，分别 为6、 12、30、60 r / min。测定时使用3号转子，并且涂料的温度 保持在(25 1) C。涂料的静态剪切应力的测定用U 型连通管3 。2试验结果与分析2. 1涂料的强度与悬浮率钠质 膨润土和CMC作复合悬浮剂，涂料有优良的悬浮性。涂料2的悬 浮率为98 % ,而其余均为100 %。涂料2的干强度明显低于其余 4种涂料，只有其余4种的60 %左右（见表3）。涂料2用水 玻璃与白乳胶作粘结剂。白 乳胶（聚醋酸乙烯乳液）其p H值为 46

18、,呈弱酸性，而钠水玻璃有很 强的碱性，其p H值为 1113 ,因此两者易发生化学反应。膏状涂料2在 搅拌机中搅拌 时，涂料液表面有黑色的油状物质生成。即白乳胶与水玻璃发生了 化学反应，生成新物质（有待进一步确认其组成）,降低有效粘结 剂含量，涂料呈现出较低的干强度以及略低的悬浮率。涂料 1、 3、4、5均用无机粘结剂和有机粘结剂相结合，有理想强度与 悬浮率。表3涂料的悬浮率和强度2. 2涂料的流变性 图1是涂 料的流变曲线,5种涂料均为有屈服值的假塑性流体。所有涂料用钠 质膨润土和CMC作悬浮剂，膨润土颗粒在高度分散状态下呈片 状，片状颗粒平面上一般带负电荷，边棱部分带正电荷，正负电 荷 相

19、吸引，使膨润土颗 粒在溶液中形成立体网状结构；CMC的 主链上带有许多强极性的亲水基团，基团之间可借助于氢键、静电 引力和范德华力相结合，从而CMC高分子链间形 成立体网状结 构。在低剪切应力下这种结构只稍变形而不被破坏，这使得涂料 具 有一定的屈服值1,4 。图1涂料的流变曲线从图1中还可看 出，剪切应力T的增长小于剪切速率Y的增长，涂料的表 观粘 度（n = t / y ）随剪切速率的增长而减少。即涂料受到的搅拌 速度或 涂刷速度增高，则表观粘度降低，涂料具有“剪切变稀” 特性。涂料1、3、5比涂料2、4的膨润土含量高，涂料 内形成的立体网状结 构更牢固，剪切变稀作用更强，涂挂涂料时， 涂

20、料的粘度下降快，涂刷手感好。涂挂结束后剪切速率趋于零，由 于剪切稀释作用表观粘度大幅度增加；同时涂料中的立体网状结构 逐渐恢复也使表观粘度增加，两方面同时作用，使得涂料1、3、 5有更好的滴淌性。涂挂后，泡沫塑料模样的垂直表面以及下表面 的涂料可以不滴淌或只有少量滴淌，可以保证模样的所有表面涂料 层厚度均匀。2. 3涂料的透气性涂料的透气性K如图2所示。 涂料5的透气性明显高于涂料14 ,其常 温透气性达3. 76 cm 4 g -1 min -1。涂料14的透气性基本上一致，其常温 透气性均在0. 40. 7 cm 4 -1 g min -1 之间。尽管涂料透 气性相差较大，但均先随温度t升

21、高而降低，在400 C或 700 C时达最低点，然后再随温度的升高而增加。图2涂料的 透气性涂料的透气性先随温度的升高而降低，然后再随温度的升 高而升高，这主要 由以下几方面的作用共同作用的结果。第一，随 温度的升高石英粉由于热膨胀 和相变导致其体积增加。3001 100 C 时，石英粉的热膨胀系数为3 X 10 -5。石英粉在573 C 发生8 -石英Ta -石英相变，其线膨胀率为4. 5 X 10 -3。此 外，石8 -磷石英、英粉还会发生y -磷石英、a -磷石英以 及8 -方石英、a -方石英之间的相变，这些相变都会导致石英粉的体积膨胀5。耐火骨料体积膨胀后，骨料排列更紧密，骨 料间的

22、孔隙减少，涂料的透气性下降。第二，温度升高空气中气体 分子的热运动加剧，空气的粘 度增加，通过涂料层的孔隙的阻力 增大，使得涂料的透气性下降。第三，在 高温下，涂料中的有机 物会发生分解，产生的气体排出涂料层后，涂料的孔 隙增加，透 气性也随之升高。在中温阶段(400700 C ),第一、第二两种 因 素起作主导作用，涂料的透气性表现为随温度升高而下降；在高温 阶段(1 000 C ),第三种因素起主导作用，导致涂料的透气性随温 度的升高而升高。涂料3与涂料4的差别在于含有的无机粘结剂 不同，涂料3含有4 %的膨润土用作无机粘结剂与悬浮剂，而 涂料4只含有1. 5 %的膨润土作悬浮剂，无机粘结

23、剂用水玻璃。 由于膨润土粉充填于耐火骨料之间，骨料间的孔隙通道 截面积减 少，这样涂料3的透气性比涂料4低。涂料1与涂料5组成上 唯一差别在于耐火骨料的粒度分布不同，石英粉1的粒度分布较 分散，而石英粉3的粒度相对集中。粒度集中的石英粉3组成 的 涂料5的骨料之间的孔隙较大，透气性也较高，涂料1由于石英 粉的粒度分布分散，耐火骨料排列致密，骨料间孔隙小，其常 温至1 000 C的透气性均低于1. 0 cm 4 -1 min -1。涂料 2、3、4的耐火骨料石英 粉2的分布也比较分散，尽管它们 的粘结剂组成不同，但透气性与涂料1几乎一致，这说明耐火骨 料的粒度分布是决定涂料透气性高低的关键性因素

24、。涂料透气性低 于2. 5 cm 4 -1 g min -1 ,生产出的铸件会存在冷隔、缺肉、 气孔等常规铸造缺陷，以及铸钢件表面增碳、铸铁件表面皱皮等消 失模 特有铸造缺陷。透气性很低的涂料在消失模铸造生产过程中， 泡沫塑料气化所 产生的大量气体不能及时通过涂料层排出铸型 ， 易造成金属液从浇口处反喷，这相当危险！透气性高于6. 0 cm 4 g -1 min -1 ,又会造成严重的机 械粘砂，合适的涂料透气 性范围是2. 56. 0 cm 4 -1 g min -1 6。所以只有涂料5 的透气性能满足消失模铸造生产要求。 2. 4生产浇注试验涂料 14的透气性太低，无法满足消失模铸造技术要

25、求，涂料5有 优良 的透气性、流变性等，因此选用涂料5对贝氏体球墨铸铁磨 球和衬板进行浇注试验。磨球的规格为 40、 60、 100三 种，采用立式串铸工艺。衬板为 1. 83 m水泥磨机衬板。聚苯乙烯 泡沫塑料模样(EPS)密度为0. 019 6 g / cm 3 ,模样上涂挂1 mm 左右厚的涂料，在(55 5) C温度下烘24 h。浇 注时真 空度为0. 040. 06 MPa ,浇注过程中无反喷以及塌箱。浇出的磨 球和衬板全都成形良好、表面光洁，无任何浇不足、冷隔，内部致 密，无缩松、缩孔等。涂料5能很好的浸润泡沫塑料，涂挂性良 好，其强度、透气性等完全满足干砂消失模铸造生产，特别适合

26、球 墨铸铁的生产。3结论1)涂料5有优良的性能，适合于球墨铸铁 的消失模铸造生产。其配方为：石 英粉100 % ,膨润土 4 % ,白乳 胶2.5 % ,浓度为5 %的羧甲基纤维素钠(CMC)0. 5 % ,以及其它 附加物。2)耐火骨料的粒度分布是影响涂料透气性的关键性因素， 粒度分布越集中的 涂料其透气性也越高，反之亦然。3)涂料的透 气性随温度的变化而变化，先随温度的升高而下降，然后再随温 度的升高而升高。4)膨润土含量较高(4 %)的涂料，其流变曲线 平缓，工艺性能好。7.最佳答案涂料成分为镁砂粉3050%、 珠光粉2040%、云母粉15 30%、硅溶胶3 9%、白乳 胶1一5%、 聚

27、丙烯酰胺0.10.8%、羧甲基纤维素钠0.10.8%、吸附剂1 一6%、 阻燃剂0.3 2%制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺 分别加水配成溶液，再与骨料及其他成分 混合搅拌而成。本发明的 涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，大大减少铸件 的孔隙率，并在铸型一镁液界面间形成还原性保护气氛层，使镁合金 表面形成保护膜，阻止 氧化进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的 燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。8. 1.浇注 时的负压度 浇注时施以负压可以帮助热解产物排出型外，有利于减 少皱皮缺陷，但应注意负压度不可过 低，否则容易引起渗透粘砂缺 陷。浇注温度对球铁铸件皱皮

28、缺陷的影响。一般说来，提高浇注温 度，有利于热解产物气化，并排出型外，因而可减少皱皮缺陷。对于 高铬铸铁，其浇注温度高于，对于灰铸铁和球铁，其浇注温度大于， 皱皮缺陷基本可以消除。2.浇注系统 顶注式浇注系统有利于减少表 面皱皮缺陷，但容易引起内部炭黑夹杂。底注式浇注系统可以 实现 金属液平稳上升，模样逐层气化，不会产生内部炭黑夹杂；但在铸件 上表面往往会聚集 较多的热解产物，同时上部金属液温度最低，不 利于热解产物气化，容易形成较严重的皱皮缺陷。因此，必须在上 部设置集渣冒口，设法将热解产物排出铸件之外。通常，较高的铸件 用阶梯式浇注系统，这样既可以实现平稳充填，减少炭黑夹杂缺陷， 又不容易

29、出现皱皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用顶注式浇 注系统 以上解答来自于罗通博士的博文，仅供参考 涂料配方 下列 仅供参考。1.铝矶土 90%，石英粉10%，酚醛树脂2%，白乳胶2%， 钙膨润土 3%，洗衣粉0.1%， 异丙醇0.1%，适量的水2.硅砂粉与 铝矶土比例2: 3,（耐火材料100%），GM-1树脂2%，硅溶胶3%， 锂膨润土 1%，CMC1.5%，平平如0.3%，减水剂0.5%，适量的水3. 铝矶土 60%，片状石墨40%，硅溶胶4%，粘结剂4%，膨润土 1%氧 化铁3%，CMC3%,N助剂0.5%以上配方摘自于书本至于比例之和 超过100%我也处于迷惑不解中。望共同探讨9.铸

30、造用改良消失模 水基涂料 本发明目的实现，主要改进是通过在消失模涂料组成中引 入有机短纤维，从而使涂料在浇注受热状态，先于消失模气化，从 而在涂料层上留出众多排气气孔，为滞后气化的消失模排气 留出通 道，这样在保证涂料原有性能前提下，克服了涂料浇注时透气差造成 的缺陷。具体说，本发明消失模用水基涂料，包括有耐火骨料、粘 结剂和悬浮剂，其特征在于所述涂料中还有0.11.0%WT（按耐火骨 料计）的有机短纤维。本发明在涂料中加入有机短纤维，因其气化温 度低，可以先于消失模气化，从而在涂料层上 留下大量贯通蜂孔， 有利于消失模气化后气体排出，而又不会造成涂料本身孔隙大带来粘 砂。有机短纤维加入量低于

31、0.1%，因加入量过少则气化成孔效果不 明显；加入量过大，又会给 涂料的流平性带来不良影响，这也是不 希望的，经试验本发明有机短纤维加入量以0.11.0%较为恰当， 但不是精确极值，小范围适当偏离并不会造成损害性缺陷。本发明有 机短 纤维加入量较好为0.30.5%,可以获得较理想的透气率，涂料 的流平性又好。本发明涂料，可以根据不同的消失模铸造要求选择 相应的耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，这对 于技术人员来说是公知的， 有机短纤维加入与原涂料组成具有很好的相容性，不会改变原涂料 的性质和使用性能，因此能与已知任何消失模涂料混配，同样能达到 前述目的。为有利于 提高消失模低温早期强度，使在装箱入砂、

32、搬 运过程中，涂料不易脱落和开裂，较好是在粘 结剂中加进聚乙烯醇 (PVA)例如0.61.2%，粘结剂中较好采用膨润土和羧甲基纤维素，例 如16%的膨润土和0.20.8%的羧甲基纤维素，它们不仅具有粘 结作用，而且还具有较 高的穿透性，流平性，从而使涂料的附着能 力和强度更高。耐火骨料优选采用6070%的 石英砂和3040% 的铝矶土，两者配合，不仅具有成本低，而且结壳性和耐高温性好。 所 述耐火骨料，其粒度较好采用100200目，这样组成的涂料表 面光洁不易粘砂，有利于提高铸件表面质量，其中更好一种方案为 铝矶土采用150200目。本发明由于在消失模涂料中引入有机短 纤维，因其气化温度(约1

33、55160C、)低于消失模白模的汽化温度， 因而在浇注过程中，涂料层中的有机短纤维先行气化，从而在厚的涂 料层 上留下大量惯通的蜂孔微气孔，透气率可较冷态提高1倍以 上，这样消失模气化产生的大 量气体则可通过涂层上大量微细蜂孔 气孔排出，从而有效避免了因涂料透气性不够带来的铸 造缺陷，在 涂刷制模时，又不会因涂料本身孔隙高率，而形成粘砂。此外，涂料 中加入短纤 维后还可使涂料在干燥时因短纤维的相互搭接而不易开 裂，又有效防止了制模时的开裂现 象。用本发明涂料铸造的产品， 具有表面光洁，内部组织致密，无气孔，正品率高。 以下结合一个 具体实施例，进一步说明本发明。具体实施方式 实施例1：铸铁 件

34、用消失模涂料，由70%（WT，下同）100200目的石英砂颗粒和 30%的150200目铝矶土作骨料，外加（以耐火骨料计，下同）0.8 1.2%聚乙烯醇（PVA），25%活化膨润土， 0.30.6%羧甲基纤维素 （CMC），0.30.5%有机短纤维，适量水组成。将活化润土用1: 6的 水调成浆，放置2430小时备用；CMC以1:30的水浸泡816小 时备用；PVA用1: 10的开水溶解搅拌均匀；将耐火骨料、有机短 纤维放在搅拌机内干混均匀，再加入上述三 种液体搅拌混合均匀。 所得涂料pH值在69之间，100ml涂料在12小时内的悬浮性 100%，粘度2040，涂 层厚12.5mm，密度（波美度

35、）6075，纤 维素气化后，透气性4580ml/mm2s，为未加有机短纤维的2倍 以上，自干性好，自干后涂层不开裂，涂挂时具有良好的流平性和不 流淌性。实施例2:碳钢件用消失模涂料，150200目铝矶土 100%， 外加（以耐火骨料计，下同）0.81.2%聚 乙烯醇，1.52.5%活化膨润 土，0.150.3%CMC，0.30.5%有机短纤维，适量水组成。方法同 上。实施例3:铸铜件用消失模涂料，150200目铝矶土 70%，150 250目氧化铝30%，外 加（以耐火骨料计，下同）0.60.8%聚乙烯醇， 1.52.5%活化膨润土，0.10.2%CMC，0.30.5%有机短纤维，适 量水组成

36、。方法同上。10.涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之 一。为降低消失模铸造涂料的成本，研制了水基 消失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料，石英粉共有3种粒度分布。所有涂料用碾 轮式混 砂机制成膏状涂料，在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂 料，然后测其性能。研制出的涂料，配方为：石英粉10 0 %，膨润土 4 % ,白乳胶2 .5 %，树脂3%,羧甲基纤维素钠(CMC) 0 .5 % ,以及 其它附加物，其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具 有优良的工 艺性能，特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生 产11. 一种消失模专用水基涂料的生产方法摘要一种消失模专 用水基涂料的生产方法，其组

37、成成分为：土状石墨粉、鳞片状石墨粉、 膨润土、羟甲基纤维、乳白胶、玉米淀粉、糊精、by粘结剂。成分 比例为：土状石墨粉50%、鳞 片状石墨粉50%、膨润土 5-10%、 羟甲基纤维3-5%、乳白胶1.5-3%、玉米淀粉3-5%、糊精3-5%、 by粘结剂2-3%。它解决了目前常用的消失模涂料容易导致铸件容易 变形、开裂、脱层，表面粘沙、不光洁，而且粘沙难以清除，影响 铸件质量的问题，适应于在消失模铸造生产中使用 12.配方目 数：68、1020、4070、200及以下； 比例：分别为30%、 20%、 30%、 20%。 13.提高中频炉炉衬寿命的筑炉工艺 总结：一.前言：中频无芯感应炉炉衬的

38、高温性能主要取决于所用 耐火材料的物理、化学 性能及矿物组成，在原辅材料选定的前提下， 烧结工艺是使炉衬获得良好显微组织结构以充 分发挥其耐高温性能 的的关键工序。炉衬烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度 配 比、烧结工艺和烧结温度等因素有关。我厂通过二十多年的不断 摸索和生产试验，总结出了合理的筑炉打结工艺和烘烤烧结工艺， 使炉龄大幅度上升，2T中频炉干式打结炉衬的炉龄（经一次中修） 高达1157炉次，取得了显著的经济效益。二 筑炉工艺：3.1筑 炉时去掉云母纸。3.2对筑炉用水晶石英砂进行如下处理：3.2.1手 选：主要去除块 状物及其它杂质；3.2.2磁选：必须完全去除磁性 杂质；

39、3.2.3干式捣打料：必须进行缓慢烘干处理，烘干温度为200C 300C,保温4小时以上。3.3粘结剂的选用：用硼酐（B2O3）代替 硼酸（H3BO3）作粘结剂，加入量为1.1%1.5%。3.4筑炉材料的 选用及配比：3.4.1筑炉材料的选用：应注意，不是所有SiO299% 的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒 越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂SiO2纯度高，外表洁 白、透明。）炉子容量越大，对晶粒的要求越高。3.4.2配比：炉衬 用石英砂配比：6-8 目 10% 15%，10-20 目 25% 30%，20-40 目25% -30%，270目25% 30%。3.

40、5炉衬的打结：炉衬打结质 量好坏直接关系到烧结质量。打结时砂粒粒度分布均匀不会产 生偏 析，打结后的砂层致密度高，烧结后产生裂纹的几率下降，有利于提 高感应炉炉衬使用 寿命。3.5.1干式打结炉衬（以2t中频无芯感 应炉为例）：线圈绝缘胶泥的应用：2t中频无芯感应 炉的感应圈涂 覆有绝缘胶泥层。与感应路通常使用的绝缘材料云母、玻璃丝布等相 比，使用 线圈绝缘胶泥有如下好处:第一，烘干后，厚度为8 15mm 的线圈绝缘胶泥层具有良好的绝 缘性能，完全可代替云母和玻璃丝 布，充当线圈和炉衬之间的绝缘保护层；胶泥材料的导热 系数较高， 不必担心相对较厚的胶泥层会影响热面炉衬的三层结。第二，胶泥 层位

41、于线圈和保温层之间，正常情况下，环境温度很低（V 300c, 偶尔有金属 液接近其表面时胶泥层会释放出少量残余的水分，使绝 缘电阻降低，系统提供早期报警。第三，利用胶泥本身高于1800C 的耐火度，当偶尔有金属液渗漏到其表面时，胶泥能给线圈提供一 层保护屏障，当出现报警时，胶泥层可提供一定的事故处理时间。第 四，对带有底顶出式的炉子而言，将胶泥制作成带有锥度的形状，避 免了炉衬与线圈的摩擦，同时利用其强度对线圈进行固定，避免了 线圈在使用和建、拆炉过程中的变形，延长了线圈的使用寿命。第 五，线圈与胶泥层作为炉子的耐火衬，虽一次性费用高，施工周期长， 但其使用寿命可以 与线圈相同，也可进行局部修

42、补，因此就整体而 言降低了筑炉成本。干式打结炉衬前，首 先在炉子线圈绝缘层内铺 设一层石棉板和一层玻璃丝布，铺设时除手工平整压实各层材料 外， 还要用弹簧圈上下绷紧，捣固石英砂时，自上而下逐个移动弹簧圈， 直至炉衬打结完毕。3.5.2打结炉底：炉底厚约280mm，分四次填 砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧 结后的炉衬不致密。 因此，必须严格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于100mm/每次， 炉壁控制在60mm以内，多人分班操作，每班4-6人，每次打结 30分钟换人，围绕炉子缓慢旋转换位，用力均匀，以免造成密度不 均。炉底打结达到所需高度时刮平，即可放置坩埚模。对此，应注 意保证坩埚模与

43、感应圈同心，上下调整垂直，模样尽量与所筑炉底紧 密结 合，调整周边间隙相等后用三个木楔卡紧，中间吊重物压上， 避免炉壁打结时石英砂产生位 移。3.5.3打结炉壁：炉衬厚度为110-120mm，分批加入干式打结料，布料均匀，填料厚度不大于60 mm,打结15分钟（人工打结），直至与感应圈上缘平齐。在打结完 后坩埚模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用。3.6烘烤与烧结 规范：为获得炉衬的三层结构，烘烤和烧结工艺大致分为三个阶段： 3.6.1烘烤阶段：分别以25C/h、50C/h的速度将坩埚模加热至 600C，保温4h，目的是彻 底排除炉衬中的水分。3.6.2半烧结阶 段：以50C/h升温至900C，保温3h，以100C/h升温至1200C， 保温3h，必须控制升温速度，防止产生裂纹。3.6.3完全烧结阶段： 高温烧结时，坩埚的烧结结构是提高其使用寿命的基础。烧结温度不 同，烧结层厚度不足，使用寿命明显降低。2T中频炉在烘烤过程中 加入了约950公斤铁料 增强感应圈加热作用，随着烘烤与烧结的持 续进行，通过低功率送电产生较为平稳的电磁力 搅拌铁水，是炉衬 上下受热均匀。严格控制石英砂三个相变区的温度，促进石英砂相变 充分，提高了炉衬的首次烧结强度。烧