消失模铸造的涂料用途

砂型涂料有4种主要原料，即： 耐火填充物 悬浮剂 粘结剂 载体液 表面活性剂，粘合促进剂，消泡剂，杀真菌剂等也许需要添加到这4种主要原料中去。 现在有很少铸造厂自己制备涂料，而是依靠有专业技术和经验的涂料供应商使用现代概念和材料生产的糊状或制备好的涂料。然而SCEATA（钢铁铸件研究和贸易协会）已经设计出水基和醇基涂料的配方，许多铸钢厂已经成功的使用了很多年。 原来，铸造厂只使用水基涂料，但现代铸造厂，尤其是某些自硬造型和制芯工艺要求涂料一点燃就干燥（酒精涂料）或者不用加热干燥。即空气干燥涂料。 酒精或易燃涂料使用醇基载体液。因为其良好的燃烧特点，燃烧时放出的高热，与其他成分兼容性，中等的挥发性，燃烧时火焰清洁，异丙醇使用最普遍。载体液的研发正朝着较高闪点（32℃以上，认为是易燃）以及储存和使用安全的方向的发展。 空气干燥涂料作为载体液的液体挥发性很强，最受欢迎的是不易燃的氯化的碳氢化合物，例如1：1:1三氯乙烷. 近来空气干燥型醇胺树脂为粘结剂的水基涂料已经生产出来，用在涂料工业。

参考资料：http://wenku.baidu.com/link?url=B-_iiw5oWjzn5fVkwuj5cp8cb98dM6co3I7ebSbsd-Hm7gNqec92ARo-Rfre4JIMwvXuWE2kTyHBUyZwf2O2UnD6pzOQ9BBA9445moooXdm

1.减少铸件表面的机械粘砂和化学粘砂

铸型和型芯有很多孔隙，在浇铸和凝固过程中带有静压力和动压力的金属液会渗入孔隙，形成粘附于铸件表面上很难清理的金属砂壳，称为“机械粘砂”。应用铸造涂料可以封闭铸型和型芯表面层砂粒间的孔隙，堵塞金属液渗透的通道，减少铸件的机械粘砂。钢液在浇铸或更低的温度下，表面会不断地生成金属氧化膜，这种金属氧化膜可与硅砂发生化学反应，从而导致铸件表面的“化学粘砂”。使用铸造涂料可以使金属液与铸型或型芯表面发生隔离，抑制它们之间的化学反应，减少或消除铸件表面的化学粘砂。

2.减少铸件表面的夹砂和冲砂

浇铸过程中，高温金属液对铸型和型芯表面有强烈的热辐射作用，铸型和型芯受热后所产生的热压力和热湿拉强度会导致铸件产生夹砂。铸造涂料可减缓铸型或型芯的辐射受热，从而减少或消除夹砂缺陷的产生。具备一定粘结能力的涂料，还可以渗入铸型和型芯表层砂粒之间，从而加强铸型或型芯的表面强度和抗冲刷能力，减少铸件的冲砂缺陷。

3.改善铸件的表面性能和内部质量

通过在涂料中添加绝热材料和激冷材料，起到改善铸型内腔温度分布与控制合金凝固和结晶过程的作用，从而减少铸件表面冷裂与热裂的产生。涂料中添加某些孕育剂或合金元素还可以起到局部孕育或表面合金化，达到改善铸件金相组织性能的作用。

锆英粉涂料

性能特点：悬浮稳定性好，具有优良的触变性和流平性，涂刷性好，涂层无刷痕，有机物含量低，发气量小，涂层强度高，锆英粉对铸件有较强的激冷能力，抗粘砂性好，可有效防止铸件表面缺陷，铸件表面光洁，易清理。本涂料用乙醇做溶剂。

比重：1.65～1.75×10ˉ³Kg／m³　

黏度（Φ6）：6—8S

悬浮性（2H）：》95％

含固量：》64％；ZrO2：65％

适用范围：

适用于大中型铸钢件和铸铁件及有色合金铸件。适用于水玻璃砂、粘土砂，尤其是树脂砂等各种砂型芯。适用于刷、喷、浸等各种涂敷方法，不适用于高锰钢等碱性钢种和“七O”砂造型的碱性砂型。

铝矾土涂料特点：

铝矾土以其耐火度高、化学稳定性好，膨胀系数小且来源丰富、价格低等特点，近年来在普通铸造钢涂料及铸铁涂料中广泛应用。

1．1化学成分

铝矾土中的Al2O3 含量、烧结温度及Ti02、FeO3 等杂质含量对涂料影响较大，因此选用Al2O3 含量高的矿石经1450℃-1500℃锻烧后，精选熟料研磨，制成细粉后，酸洗处理仍是关键一步，不经酸洗处理的铝矾土除Ti02、FeO3 含量较高外，锻烧及研磨过程中混入的灰尘及机械铁增多，（目前铝矾土细粉的加工多以雷蒙磨为主，耐磨件大多是高猛钢铸件，混入的机械铁用磁选难以除去。）制备的涂料一是耐火度受影响，二是漂浮物及沉淀物增多，影响涂料的涂刷性、悬浮性及存放时间。

铝矾土的粒度及粒度分布是影响涂层致密度和透气性的重要因素，特别是消失模涂料，泡沫塑料模样在烧结过程中的热解产物通过涂层能否顺利排出，消失模涂料的透气性是区别于其它砂型铸造涂料的一大特点。

刚玉粉涂料

俗称:刚玉粉涂料 性能特点： 刚玉粉属中性材料，涂料的悬浮稳定性好，具有优良的触变性和流平性，涂刷性好，涂层无刷痕，有机物含量低，发气量小，涂层强度高，抗粘砂性好，可有效防止铸件表面缺陷，铸件表面光洁，易清理。 本涂料用乙醇做溶剂。 比重：1.65~1.75×10ˉsup3Kg/msup3黏度悬浮性（2H）： 》95% Al2O3： 》92% 适用范围：适用于中、小型铸钢件及各种铸铁件。 适用于水玻璃砂、树脂和粘土砂等各种型芯。 适用于刷、喷涂敷方法。 使用方法：使用前应充分搅拌均匀，然后涂刷。一般铸件涂刷一遍点火烧干即可。对厚大件或易粘砂部位可刷涂多遍。 应注意：从第二便起，涂刷后应停放2~4分点火，效果更好。 储存及安全防护：本产品含有有机溶剂，储存和使用时应远离火源、热源。点火时应使涂料桶离开砂型3米以外。不用是应加盖密封存放，防止溶剂挥发。

石英粉涂料

石英粉涂料不分等级，只分规格。因其具备白度高，无杂质、铁量低等特点，故应用范围广。

一、玻璃：平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料

二、陶瓷及耐火材料：瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料。冶金：硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂

三、建筑：混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等

四、化工：硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉

五、机械：铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）

六、电子：高纯度金属硅、通讯用光纤等

七、橡胶、塑料：填料（可提高耐磨性）

八、涂料：填料（可提高涂料的耐候性

1、锆砂

锆砂的分子式为ZrO2.SiO2。锆砂粒度分布宽，一般不需要级配，涂料浆流变性就适合涂挂，涂料的覆盖性、流平性很好，空料时涂料浆流淌快。锆砂的粒形好，多为球形，流动性好，容易充填蜡模上的孔洞、凹槽等难充填部位，很适合作为面层撒砂料。锆砂是硅熔胶型壳面层的首选耐火材料。

2、熔融石英

熔融石英分子式为SiO2，有天然高纯度的SiO2经电炉在1760摄氏度以上温度熔融，随后快速冷却制成。熔融石英可以用作一般钢种的精密铸造零件型壳的面层、背层耐火材料，适合于尺寸精度要求高的铸件。用熔融石英粉配制面层涂料制作型壳，浇注普通碳钢、低合金钢零件，得到的铸件质量稳定、可靠。

3、铝-硅系材料

铝-硅系耐火材料是以Al2O3、SiO2为基本化学组成的铝硅酸盐。铝-硅系耐火材料在自然界的矿产资源量大，价格较为便宜，是国内外铸造业广泛采用的熔模铸造型壳耐火材料。主要有：

1)高岭石：分子式为Al2O3.2SiO2.2H2O。天然高岭石是生料，用高岭石生料制作的型壳强度差、容易开裂、不能够生产高精度的铸件，熔模铸造一般使用高岭石熟料。

高岭石熟料是将高岭土生料进行高温煅烧、破碎而成，主要相组成为莫来石和玻璃相，或少量方石英。高岭石熟料具有较高的高温强度和较低的残留强度，是一种性能良好的耐火材料，适合于制作熔模造型壳背面。

2)铝钒土

铝矾土的组成主要是水铝石和高岭土，按照Al2O3的含量和Al2O3/SiO2的比值不同，铝矾土分为特等、一等、二等甲、二等乙、三等几个等级。

4、电熔刚玉

电熔刚玉的分子式为Al2O3，是工业Al2O3在电弧炉内高温熔融，冷却、结晶成块后，经破碎、加工筛选而成。电熔刚玉性能良好，是优质的熔模铸造耐火材料。特别适合作型壳面层材料浇注不锈钢零件。

应用上，以上4种材料的使用选择原则是：一般铸件面层型壳使用熔融石英生产高合金钢铸件用刚玉砂铸铁零件用铝钒土、高岭土熟料等铸钢零件采用电熔刚玉、锆砂。

涂料烘干开裂除了添加剂的强度和抗裂性不佳而不能克服烘干收缩力外，还有其他几个因素值得注意：

① 骨料粉过细或不良成份过量（如铝矾土生料等）

② 水浸润后的骨料粉烘干时收缩率过大（如膨润土）

③ 干燥温度不稳定（如正面太阳晒，反而阴凉）

④ 涂料厚薄悬殊（如转角处堆积很厚，而两侧直面很薄，有似于铸件热节缩裂）

⑤ 泡沫熟化不充分，烘干过程发生3次变形

⑥ 热气流速度过快，导致各部位烘干应力差异（比如烈日下刮大风或烘房内高温强对流）

防裂措施：

① 提高添加剂的抗裂性（比如增加抗裂纤维含量）

② 降低添加剂的收缩率（合理调节配方）

③ 骨料粉不要过细或透气性过低

④ 烘房内温度均衡，太阳能利用不要简单化“风吹日晒”

⑤ 白模转角处的浆液不要流积过多过厚（软毛刷处理或调换浆液流动方向）

⑥ 白模必须充分烘干熟化

⑦ 烘干温度控制在60℃以下

⑧ 必要时可添加2～3%的硅溶胶增加抗裂性

⑨ 不要乱选用不明不白的添加剂、粘结剂之类的物料。

在消失模铸造生产中，涂料是关键技术之一；生产实践证明；消失模铸造生产中铸件的成败与否30％取决于涂料质量。为了提高泡沫模样的强度防止其变形以及提高铸件质量，在泡沫模样内外表面施涂耐火涂料，以达到改善其表面强度﹑耐热性﹑化学稳定性﹑抗金属液冲刷性﹑抗粘砂性等性能的目的。那么消失模铸造涂料工艺是什么呢？ 消失模铸造涂料介绍 我国是世界上最早采用铸造方法进行生产的国家之一，也是最早使用耐火涂料的国家，涂料的使用可以追溯到汉代。然而在当今时代的铸造生产，人们对铸造涂料的重要性认识不足；但是随着市场对铸件表面质量和内在质量的要求不断提高，涂料的作用也愈显重要，涂料的施涂是防止铸件产生粘砂﹑夹砂﹑砂眼﹑气孔﹑表面增碳﹑增硫等等缺陷；提高铸件表面质量和档次﹑减少铸件清理工作量﹑改善劳动环境﹑提高经济效率的有效措施。消失模铸造是上世纪八十年代发展起来的新型铸造方法。其涂料的性能和作用对消失模铸造的作用大大增强，其质量不仅影响泡沫模样的汽化和气体的吸出；而且和铸件的表面质量﹑表面缺陷﹑铸件精度以及铸件内在质量都密切相关。消失模涂料要具有良好的涂覆性能﹑良好的悬浮性﹑适宜的密度﹑粘度和流变特性以及良好的透气性﹑保温性﹑抗裂性和高低温强度及烧结剥壳性能。 消失模铸造涂料工艺 1、第一份关于该技术的专利于1958年发表（Shroyer，1958），但其快速发展和应用还是在近二十年，广泛用于铸铝、铸铁及铸钢，尤其是在大批量生产诸如汽车和船用发动机缸体缸盖等零件时显示出其优越性。消失模铸造是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型，涂刷专用耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，然后浇注，高温液态金属使模型液化和气化，并占据原泡沫模型的位置，凝固冷却后形成铸件。由于其故有的特点，该方法获得的铸件表面光洁度远高于常用的传统的粘土砂铸造和砂型铸造，不需要制芯，不用分型，砂不用粘接剂，清理容易，铸造环境好，可用于铸造诸如复杂的发动机缸体缸盖并给予产品设计更多的自由度。 2、金属／泡沫模型／涂料／型砂的界面反应，消失模铸造用耐火涂料是介于泡沫模型和砂之间的一道屏障，在浇注过程中，耐火涂料是液态金属／泡沫模型／涂料／型砂这整个系统中的一环，因此充分理解这整个系统的在浇注过程所发生的一系列反应有助于理解涂料在消失模铸造工艺中的作用及性能要求。关于消失模铸造浇注过程中金属填充的机理一直是一项研究热点。 消失模铸造涂料使用方法 1、按涂料重量加入80%的左右水（1kg涂料加0.8kg左右水），搅拌1小时后即可涂刷（中速或低度搅拌最好，气泡少）。加水量可根据涂刷情况定，但加入量不能太多。否则涂料太稀，涂层厚度达不到要求。加水量太少，粘度大，难涂刷，且涂层不易均匀，厚薄不一。 2、要据工艺情况，一般刷2-3遍。低负压厚大件可刷三遍，涂层厚度在1毫米以上。 3、采用浸涂工艺的加水量在85%左右，应在低度速搅拌下进行。适当的粘度，浸涂2遍即可达到合适的厚度（0.8-1.2mm）。 消失模铸造涂料使用注意事项 1、机械粘砂。本涂料耐火度高，绝不会发生化学粘砂。但透气性好，如果负压过高钢水会穿透涂层引起机械粘砂，建议负压在-0.03-0.04。涂料层要刷得薄而均匀，内浇道口适当刷厚点。 2、碳缺陷。薄壁件浇注温度低，容易产生皱皮，流线状残炭等。一般温度可控制在1550度左右。 以上就是为您带来的消失模铸造涂料工艺了，消失模铸造涂料属环保型涂料，加水搅拌后即可使用，涂料涂挂性好，不流淌，特别适用于大批量浸涂工艺。涂层附着性强，无气泡，不开裂。

消失模铸造所用的造型材料一般是普通干石英砂，泡沫塑料模型被液态金属置换时，热分解产生的大量气体要通过干砂间空隙方能排出铸型外。然而，液态金属在负压的作用下很容易渗入干砂间的空隙而形成机械粘砂。为了避免产生机械粘砂，消失模模样表面必须涂挂一层耐火涂料。在铸型浇注过程中，这一层耐火涂料是介于金属液和型砂之间，对消失模模样的气化、金属液充填和铸件的形成等起着十分重要的作用。

(1)防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂。

机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的充填渗入。在普通砂型铸造中，金属液在铸型某点上的渗入压力即为金属液的压强。当渗入压入超过砂粒间空隙中的气体反压力和由金属液表面张力引起的附加压力时，金属液才能渗入砂粒空隙中形成机械粘砂。

一般情况下，消失模铸造中金属液的渗入压力要大于砂型铸造，所以铸件表面有较严重的针刺和粘砂现象。在泡沫塑料模的外表面涂挂一层一定厚度的致密涂层，可以起到阻止金属液渗入的作用，从而防止铸件产生针刺和机械粘砂。

消失模铸造目前广泛使用的型料诸如铁丸、石英砂等，由于耐火度均不高，熔融温度较低。当浇入高温金属液后极容易被金属液所熔融，形成节瘤等缺陷，产生热化学粘砂。因此，在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂层，有助于防止热化学粘砂。

(2)提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形。

这是耐火涂料层在消失模铸造中的独特的作用。泡沫塑料模在埋型操作时，不可避免地要受到一定大小的冲击力作用，因而模型可能产生压缩变形和弯曲变形，进而影响到铸件的最终尺寸精度。模型表面涂上一层耐火涂料，干燥后会形成一层紧紧包覆在外表的具有一定强度的硬壳层，使其强度比未挂涂料前有成倍地提高，同时模型的刚度也相应增强，因此可以使各种变形量降低到最小。例如，2mm厚的涂层，在同等受力条件下，可使泡沫模型的受压变形降低2/3，使弯曲变形降低9/10以上。

(3) 有助于消失模模样热分解气体的迅速排出。

如果泡沫模型热分解产生的气体不能及时排出，可能产生浇注不完全、气孔、夹渣和碳黑等缺陷。具有一定透气性的表面耐火涂层可以使气体在负压的作用下及时排出铸型。 消失模铸造用的耐火涂料最终涂覆在泡沫塑料模型的表面。泡沫塑料种类不同以及铸件材质不同，对涂料性能的要求也就不一样。此外，泡沫塑料不透气、热变形温度低（约70℃左右）、对水的亲和力小、气化后的发气量大，这些特点决定了涂覆在它表面的耐火涂料应具备如下技术要求：

(1)涂层具有一定的透气性

从防止铸件粘砂的角度来说，泡沫模型外表必须要涂挂涂料，而且涂层要尽可能致密；但致密的涂层不利于气化模气化后生成的气体往外逸散。因此，要求涂料具有一定的透气性，使模型气化生成的气体容易通过涂层，通过型料之间的间隙由真空泵抽走。

为了使涂层获得良好的透气性，可以采取如下技术措施：

a：将不同种类和粒度的耐火骨料进行合理搭配。耐火骨料的种类和粒度对涂料的透气性影响很大。一般来说，单独使用某一种骨料时涂料的透气性很差，而将不同的耐火骨料搭配起来使用时透气性较好。如将铝矾土与适量石英粉复合可获得良好的透气性。同时，骨料的颗粒形状对涂料的透气性也有很大的影响。球形颗粒（石英、刚玉）形成外露的微孔，而片状颗粒（滑石、云母）形成隐蔽的微孔。胞格状组织（珍珠岩）及纤维结构（石棉、蛭石）的填料形成无序结构，构成松散的多孔结构，透气性较高。将不同种类的骨料进行合理搭配可在一定范围内调节涂料的透气性。

b：选用有机粘结剂。有机粘结剂在高温下分解可形成一些空洞，从而增加了涂料的高温透气性。而高温粘结剂如硅溶胶、水玻璃等所配成的涂料透气性较差。

C：加入适量的氧化剂。泡沫塑料模在高温下不完全分解时会在涂料表面沉积一些碳，阻塞排气通道，从而降低了涂料的高温透气性。加入一些氧化剂可以加速泡沫塑料模的分解，从而防止碳的沉积，增加涂料的透气性。

(2)具有良好的润湿性和粘附性

聚苯乙烯泡沫塑料为非极性材料，表面张力低，不易被水基涂料润湿、渗透，因此，涂料中需加入少量表面活性剂并选择适当的粘结剂。所选用的粘结剂要求与泡沫塑料模的粘附性好，这样涂挂后能在模型外表获得一定厚度的耐火涂层。如涂料的粘附性差，则可造成涂层厚度不够或不均，甚至涂层不连续，很难获得质量优良的铸件。

(3)高温强度好

耐火涂层的耐火度要高，热膨胀系数要低，否则浇注过程中由于金属液的冲刷作用，很容易将粘附不牢的涂层冲刷而卷入铸件，使制品产生粘砂和夹渣等缺陷。

(4)干燥速度快

涂料在低温（一般要低于60℃）下的干燥速度要快，不龟裂，并能形成坚固的耐火涂层。如果干燥速度过慢，不仅影响生产效率，而且由于涂层长期不能干燥、固化，可能会从气化模表面脱落。

(5)发气量要小

涂料层一经烘干后，在浇注过程中与高温金属液相接触时，不得有其它的气体产生。否则涂料层容易崩溃、脱落，所产生的气体还会影响浇注过程的平稳性。

(6)良好的涂挂性

消失模涂料的涂层比较厚，要求涂料有较高的屈服值和塑性变形能力，应严格控制涂料的流淌性，对于热固性树脂为粘结剂的涂料，可以在其中加入少量触变剂，以提高涂料的涂挂性。