消失模铸造用涂料及配方.docx

1 涂料成分为镁砂粉 30 － 50 ％、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－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 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.铝矾土 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.硅砂粉与铝矾土比例 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.铝矾土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 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) 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1 830〜2 000 °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、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 C 3 D 3 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 , 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 100 163= 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 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、铝矾土等为耐火骨料 , 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(1 500〜1 700 C ) [ 1 ]虽然高温下，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 水中熬煮成 10 %。