金属型铸造涂料在铝合金铸造中的应用

金属型铸造涂料在铝合金铸造中的应用摘要：本次研究对金属型铸造涂料的主要功能及组元特性分析后，对金属型铸造涂料绝热性的影响因素加以研究，对金属型铸造涂料在铝合金铸造中的应用情况进行探析，旨在合理应用金属型铸造涂料于铝合金铸造中，充分发挥出该涂料的应用价值。关键词：金属型；铸造涂料；铝合金铸造；应用金属型铸造、砂型铸造涂料进行比较，在冶金性能、铸件表面性能，以及生产效率、经济性等多个方面差异较大，所以当前金属型铸造涂料被广泛应用于铝合金铸造中。需要注意的是，金属型铸造涂料的选择、应用情况，直接关系到铸件的质量，因而应明确涂料绝热性的相关影响因素，合理选择金属型铸造涂料、有效应用该种涂料。一、金属型铸造涂料的主要功能及组元特性分析（一）金属型铸造涂料的主要功能金属型铸造涂料具有保护金属模具、控制型臂界面传热速率，以及保证铸件表面质量、实行铸件脱膜等功能。为提高铸件的整体质量应在合金熔液模具内凝固时，充分发挥出金属型铸造涂料的功能。（二）金属型铸造涂料的组元特性当前，市场方面销售的商品类金属涂料类型较多，保温效果、附着力较佳，而储气效果及排气效果并不理想，因而需合理选择石墨粉。需要注意的是，石墨粉的类型非常多，使用的多为自润滑性较佳石墨，该种石墨容易溶于水［1］。而压力铸造过程使用的石墨具有耐高温及氧化的效果，不足：自润滑性不理想、不易溶于水，将其当作金属型铸造涂料无法达到最佳的脱膜效果。氧化锌保温的同时可提高涂料附着能力，经试验添加氧化锌有助于增加石墨粉的比例，使得涂料层加厚、避免发生脱落情况，并且能够加强涂料层排气效果。二、金属型铸造涂料绝热性的影响因素研究（一）涂层厚度因素通过研究发现，涂层绝热性会受到厚度的影响，280um厚度涂层、绝热性220um涂层比较无较大差异，若为涂层厚度〉280um容易和模具分离、剥落，这时涂层厚度处于160~220um最佳的范围。（二）涂料成分因素模具涂料经水、高温粘结剂、耐火材料等构成，各种性能涂料的成分有一定差异。具有绝热性能涂料中存在绝热矿物混合材料云母、滑石粉，以及氧化铝及二氧化钛等，润滑、导热涂料主要经胶体/半胶体石墨为主，可在铸件脱膜、较小的热隔中应用。值得一提的是，绝热涂料作为2种涂料间的制品，在脱膜、绝热方面性能较好。为使涂料骨料达到耐火度的要求，应在正常浇注条件避免产生涂料、熔液反应情况，生产过程中选取涂料时应关注到涂料的润滑、导热率、粒度等性能，以此提高铸件脱膜率、光洁度、绝热性等［2］。通常情况下涂层表面更粗糙绝热性能更好，究其原因和浇注期间熔液流过模具型腔表面，熔液会在较短时间发生表面张力有关，这时熔液、涂层界面位置能产生一定的孔隙，故此利于提高涂层绝热性能。熔液、涂层接触面积降低，会对传热性能构成中介影响，可促进熔液流动。粗糙耐火颗粒熔液充填腔中，能够连续对熔液表面氧化膜产生作用从而确保熔液流动的效果；反之，颗粒为光滑涂层的状态、涂层及熔液接触面较大，则会致使涂层传热系数随之改变。（三）涂层孔隙度因素涂层绝热性，直接关系到涂层厚度、孔隙度，不容易受到施涂方法、施涂条件因素所影响，这和涂层中孔隙形成程度有关，而该项因素会受到模具型腔表面接触载体水蒸发速度影响。一般多通过喷涂方式施涂，部分时候还会使用刷涂方法处理，比如：浇注系统、冒口区中均可石油刷涂方法进行处理。180°C条件下施涂的效果理想，然而涂料黏度、喷涂设备直接关系到涂料沉积层质量，所以需考虑到上述因素，如果必要可稍偏离最佳施涂温度处理。模具温度较高情况下喷涂，涂料载体水、高温间会产生一定的反应，获取最大涂料孔隙，保证涂料的绝热性能。但是如果模具温度过高的话，则容易引发回弹现象致使涂层无法很好的黏附于型腔表面，此时涂层对于铸型附着力、使用时间的影响较大；温度条件较低状况下施涂，可以确保涂层的时间，不足：该涂层致密性较佳、绝热性能较差，如果温度过度施涂无法达到均匀的要求［3—4］。模具加热至工作温度，易发生涂层开裂、起皮问题，涂层中的吸收水分处于高温蒸发条件下，出现粘结剂膜龟裂的概率增加。三、金属型铸造涂料在铝合金铸造中的应用情况探析（一）在施涂准备工作中的应用施涂基底关系到涂层性能，新模具施涂前需要做好清洁处理，将润滑油脂、锈斑清除，应用原模具将涂层清理干净。以往，多通过钢丝刷清除模具表面的污渍，这种方法对模具表面磨损比较严重。针对于此，需寻求无损清理方法清洗金属表面，比如：湿化学清洗方法、树脂介质方法［5］。受到环境因素、成本因素影响，上述方法没有得到很好的应用，当前多使用干冰喷丸法对模具进行清理，在生产过程中使用效果较好，清理后模具通过煤气燃烧嘴加热至320°C左右，较多厂家运用的为预热炉，能在加热参数下对模具预热处理，从而使得模具温度保持均匀的状态。（二）在涂料准备、操作中的应用涂料施涂前充分搅拌原装涂料、稀释到达到浓度及黏度的要求，选择波美度检测密度，以便保证涂料的原始性能。若施涂时间过程施涂时应对涂料浓度、黏度，以及涂层厚度、模具温度等加以测定，合理运用专用仪器对涂层厚度、模具温度加以测定。近年来，应用率最高的为喷射技术，喷射装置主要通过空气管道、输管及容器等构成，这一喷射系统结构比较简单，且能够确保喷涂的整体效果，不足：容易产生较多斑点，确保涂层保持平滑的状态。因而相关设计人员设计了专用喷枪，能对扇形喷射面宽度作以调节，并确保喷射强度、流量，进而可以获取均匀的喷雾。此外，喷枪停止工作期间搅拌罐中的涂料，使得涂料于供给管道中循环，有助于控制涂层液骨分层情况的发生率，实时显示涂料的不同性能参数。（三）在施涂过程中的应用模具温度冷却至180°C时，采取存在表面活性剂的水熔液稀释涂料，能加强涂层对于模具表面附着方面能力。必要时可借助计算机的作用模拟模具制作，试验、明确模具的相关结构参数，确保达到以此成功铸造的效果。经模拟熔液充填模具、模具内凝固，对在模具应用前的性能作以预测，同时建议模拟涂料施涂对合金铸造充填模具、凝固场、铸件温度场等的影响，然后联系具体情况不断完善施涂工艺［6］。结语：涂层厚度、涂料成分、涂层孔隙度等，均为涂料绝热性主要影响因素为合理应用并发挥出金属型铸造涂料的最大作用，可在施涂准备、涂料准备及操作、施涂过程中有效运用，进而满足工艺的相关要求，铸造出质量达标的铸件，发挥出金属型铸造涂料的作用。参考文献：闫盛青，林有希，郑开魁，等.金属型铸造模具涂料研究进展J].热加工工艺,2019，48(03):18-21.张殿喜，张后永，陈召松，等.铝合金金属型模具涂料配制及喷涂工艺研究[J].铸造技术，2018，039(003):576-578.⑶王家凯，张成明，董寅生.铝合金型内氧化处理工艺探索J].特种铸造及有色合金，2018，038(005):560-564.⑷卢耀堂，肖一.高温磁铁在低压