1、消失模铸造用涂料及配方1 涂料成分为镁砂粉3050、珠光粉2040、云母粉1530、硅溶胶39、白 乳胶15、聚丙烯酰胺0.10.8、羧甲基纤维素钠0.10.8、吸附剂16、阻燃 剂0.32 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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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 , 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
7、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 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
8、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
9、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
10、+ 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)
11、 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 ) 100 /(63-21) 100 /63
12、= 66. 6 文献涂料触变性 =( S - S S ) 100 /= (65-25) 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
13、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
14、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
15、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 ) 和烧结温度 (1 500 1 700 ) 1
16、。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 % 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
