消失模涂料主要成份有什么?
在消失模铸造中,如何选用涂料的耐火填料,主要考虑填料的如下性质:
(1)耐火度;
(2)密度;
(3)热膨胀系数;
(4)粒型与粒度分布;
(5)与金属液的化学反应性;
(6)发气量;
(7)与涂料中其它成份的互融性;
(8)对操作工人健康与环境是否影响。
1、铝矾土粉
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。
1.2粒度
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。翔宇公司根据不同需要,将铝矾土的粒度级配成两种不同规格分别使用于砂型铸造涂料和消失模涂料中。
砂型铸造涂料所用铝矾土粉的粒度分布为:
-270目至320目,集中率为96 %
+270目 不大于1%
消失模涂料所用铝矾土的粒度分布为:
-270目至-320目 78%
-200目至-270目 15%
-100目至-200目 5%
+100目不大于 2%
以上粒度分布同时适用于其它耐火填料的级配。
2、锆英粉和N-3粉
锆英粉由锆英砂加工而成,其线膨胀系数小、热震稳定性好,耐火度高且在高温时对大多数合金不起化学作用,是一种良好的耐火填料,多用于不锈钢、高合金钢铸件,进口锆英粉国外多采用气流磨研磨,Zr02含量大于65%,且杂质含量低,国内加工的锆英粉多为雷蒙磨研磨,杂质含量相对较高,近年来锆奂粉来源较为复杂,价格一路走高,很多涂料厂家都在寻找锆英粉的替代产品,来降低铸钢涂料的成本,翔宇公司成功研制了一种人工合成新型耐火填料N-3粉,已广泛应用于铸钢涂料。
N-3粉是由几种天然耐火材料按比例合成,电熔、粉碎、酸水洗而制得,耐火度、线膨胀系数、化学稳定性都接近锆英粉,且不与FeO3等碱性氧化物起反应,有利于涂料的防粘砂性,价格仅为锆英粉的三分之一。
3、镁砂粉和镁橄榄石粉
镁砂粉和镁橄榄石粉通常作为配制碱性铸钢件用涂料的首选耐火材料,镁大海粉主要成份为天然菱镁矿石(MgCO2)煅烧而得到的烧结块经破碎、研磨、磁选加工而成,值得特别注意的是以下几点:
(1)烧结块必须是经1500℃-1600℃煅烧的所谓烧死块,颗料致密坚硬,MgO含量大于90%,否则高温浇注时涂层易产生龟裂。
(2)烧结块含铁及氧化铁成份等磁性物相当高,翔宇公司采用5000高磁双辊磁选机磁选两遍,选出磁性物高达25%左右。所以想获得优质镁砂粉,磁选是关键一步。
(3)镁砂粉易吸水受潮板结,应特别注意粉中水份含量。
镁橄榄石粉中应主要控制氧化铁含量,不得大于10%,蛇纹石(含水镁硅酸盐)含量愈小愈好,一般不大于20%,否则耐火度下降,灼减量和发气量增大。
4、棕刚玉粉和白刚玉粉
棕刚玉是以铝矾土为原料,经2000℃-2400℃高温治炼制得,白刚玉是用氧化铝粉经电熔再结晶而制得,其基本矿物为a-Al2O3 ,前者大于94%,后者大于97%,刚玉硬度高、熔点高、热导率大、热稳定性好,不易龟裂,抗酸、碱性好,棕刚玉粉适用于配制普通铸刚及合金钢涂料,白刚玉粉因其价格昂贵,往往作为大型铸钢件涂料的复合填料。需要说明的是磨料用刚玉粉和铸造涂料用刚玉粉的粒度分布及标号均不一致,使用时应按涂料用耐火填料的粒度组成级配。另市场上有废沙轮研磨制成刚玉粉,其杂质含量高,选购时要特别注意。
5、石英粉和熔融石英粉
石英粉是传统使用的耐火填料之一,因价格便宜、资源丰富,仍为众多厂家所采用,但其耐火度较低、线膨胀系数大,只限适用于铸造涂料及小件铸钢涂料,翔宇公司采用熔融石英粉和普通石英粉复合,在消失模铸钢及铸铁涂料中应用,有效发送了因石英粉相变膨胀而导致的涂料开裂、剥落等现象,效果很好。熔融石英粉的特点是:热膨胀率低、热稳定性好、高温抗蠕变能力强,尤其适用于消失模涂料。
6、其它耐火填料
除以上所述的几种耐火填料外,还有莫来石粉、铬铁矿粉、高铝钢玉粉、硅藻土粉、滑石粉、云母粉、长石粉等,依据涂料的功能需要,可单独选用或复合后作为耐火填料使用,这里不一一详述,翔宇公司均有供应。总之,耐火填料是涂料的主体部分,对涂料的效果起着决定性的作用。选择耐火填料应着重考虑耐火填料的矿物组成、纯度、杂质含量、粒度组成等主要指标。
消失模铸造用涂料的种类根据所用粘结剂的性质通常分为水基涂料、醇基涂料、树脂涂料等三种。
水基涂料是指其粘结剂以水为溶剂,常用的粘结剂多种多样,如聚乙烯醇、CMC、水玻璃等。水基涂料一般厚度较大(0.5~2mm),其强度也较醇基高,但是水基涂料的透气性一般较差,一般在水基涂料中需要加入少量的发泡剂。涂层烘干后,发泡剂在涂层中会产生大量的毛细孔,气化模分解产生的气体就是由这些毛细孔排出。
醇基涂料与树脂涂料的干燥速度较快,又称之为快干型涂料。快干型涂料中通常不需要加入发泡剂,涂层的透气性主要依靠涂料中的粘结剂或溶剂的挥发而产生。快干型涂层比水基涂层薄,所以其透气性也较好。
水基涂料中含有大量的毛细孔而对高温液态金属产生毛细吸力作用,使涂层清理时溃散性差,容易产生铸件粘砂现象。但对于水基涂料可以增加厚度而使涂层强度升高;醇基涂料防粘砂、针刺功能好,但其强度低。
这里需要注意的是,长期以来在铸造生产中通常有两种不正确的认识,一是过分强调涂料的透气性好坏,认为水基涂料的透气性差;二是认为醇基涂料虽然方便快捷但成本高昂,事实并非如此。
大量的实践表明,铸型中的气体能否迅速排除是涂层透气性、涂层厚度、真空度、型砂粒度等因素共同作用的结果。水基涂料与快干涂料相比,在相同厚度的条件下其透气性相差无几,更本不可能对消失模铸造工艺产生显著的影响。其次,虽然醇基涂料中原材料成本高,但其涂层比较薄,涂料用量少而且不必专门烘干、铸件清理方便,所以其综合成本反而比水基涂料要低。
对于厚大铸件、重要零件或某些关键部位,将这两种涂料结合起来使用效果很好,即内层用醇基涂料(≤0.5mm)而外层使用水基涂料。有时可以将这两种涂料交替使用,涂覆多层,铸件的防粘砂效果也十分理想。
消失模铸造涂料国内外的发展状况
80年代以前,我国对消失模铸造的研究主要集中在模样的设计、制作和装配以及铸件的形成过程中的物理化学现象等,对消失模铸造涂料的研究很少涉及到。90年代以后,国内对消失模铸造涂料研究的主要内容有涂料的透气性、涂层强度、涂料的组分以及流变性、涂料对充型过程及铸件缺陷的影响。其中,研究最多的是消失模铸造涂料透气性的测试方法。
目前国内、以生产球铁曲轴和管件为主的刚玉粉涂料的耐火度高、透气性、覆盖性、强度及韧性均优于其他石墨涂料和石英粉涂料。从涂料的透气性能上讲,无论是常温透气性还是高温透气性,生产铸钢件涂料是以铝矾土涂料为最高,其次是石英粉和棕刚玉,锆英粉涂料的透气性较低。目前,国内各种常规的铸型涂料也有不少人分别从耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、载体和助剂等方面做了研究,成型配方有很多种,但是普遍存在着原材料价格昂贵、成本高、涂层表面质量质量不高的问题。
国内消失模铸造涂料的研发随着消失模铸造技术的发展有了长进,但专业化生产厂少,有些消失模铸造厂配制涂料供本厂使用。但普遍缺乏研发能力,甚至不具备基本的检测和质量控制手段。涂料也是制约消失模铸造技术在中国大规模推广和技术进步的瓶颈之一。
近年来国内愈来愈多的高端客户对消失模铸造涂料的需求量增加,所以涂料的国产化提到议事日程。美国亚什兰公司一直积极参与推动消失模铸造技术在全球包括中国的普及和进步,曾多次与国内同行交流并向国内介绍相关技术尤其是涂料技术。
在国外,研制的消失模铸造涂料都是专利产品,英国Fosrco MORNAL 公司研制的性能优良的styromol系列涂料,用于铁及非铁金属消失模,具有不同的保温性、透气性和耐火性。由Fosrco国际公司提供的涂料中加入少量冰晶石,使其在高温下形成活性高的NaF、AlF3等,可对模样热分解的碳产生吸附作用,使之不沉淀在铸件表面,从而消除皱皮等缺陷。在日本,已经开发出使用铸铝、铸铁、铸钢等不同类型铸件的系列涂料。涂料的组成和性能要求文献都有报道,并认为涂料的组成和透气性是关键。日本的消失模涂料,一般铸件是以SiO2做基材,铸钢以锆英粉做基材,并添加粘结剂、防腐剂等材料配制而成。为减轻铸钢件的增碳缺陷,涂料中还加入5%-8%的氧化性物质等。美国Robinson铸造公司,从硅砂、氧化铝和莫来石的耐火性开始试验了60-70种涂料,寻找一种能适合各种尺寸和形状的涂料。
2、防止或减少铸件产生粘砂、砂眼等缺陷。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,所以铸件表面有比较严重的针刺和粘砂现象。在泡沫塑料膜的外表面涂挂一层一定厚度的致密涂层,建立了一道耐火性、热化学稳定性高的屏障,将金属液与干砂隔离开,起到阻止金属也深入的作用,从而防止铸件产生针刺和粘砂。
3、提高泡沫塑料模样的强度和刚度,防止埋型时变形。这也是桦强涂料在消失模铸造中的独特作用。当泡沫模型在埋型时,受到一定大小的冲击力作用也是不可避免的,因而模型可能产生压缩变形和弯曲变形,进而影响到铸件尺寸的精确度。在模型表面涂上桦强消失模铸造涂料就会发现,干燥后会形成一层紧紧包覆在表面的具有一定强度的硬壳,使模型的强度成倍提高,同时模型的刚度也相应的增强,因此可以使各种变形量降低到最小。
4、有助于消失模模样热分解气体和液体产物的迅速排出。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下及时排出铸型。
我厂成立于1997年,位于美丽富饶的胶东半岛上,处于半岛石墨矿带中心位置,主要生产鳞片石墨微分。广泛用于粉末冶金、摩擦材料、导电涂料、铅笔、耐火、润滑等行业与国内多家大中型企业建立了合作关系。欧盟、美国、日本、东南亚各国也与本厂建立了长期稳固的关系,产品受到用户的一致好评。
我们新房子装修一地步就是涂料,那大家了解涂料这个东西吗,今天呢,小编给大家介绍一个新型涂料,消失模涂料,顺便呢,解读一下我们不曾接触到的问题--消失模涂料配方。也许有的读者会问,什么是消失模涂料以及消失模涂料应用于那些方面呢,它的颜色样子等等,别着急,小编一一来告诉你哦!
消失模涂料配方:
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%
以上配方比例之和为100%
无机粘结剂(高温粘结剂):亲水型:粘土、膨润土、水玻璃、硅溶胶、磷酸盐、硫酸盐、聚合氯化铝。
有机膨润土有机粘结剂(低温粘结剂):亲水型:糖浆、纸浆废液、糊精、淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛树脂、天然树胶。憎水型: 沥青、煤焦油、松香、酚醛树脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)3.载体:消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分,但生产中使用较多的为水基涂料。
4.悬浮剂:水基涂料常用的悬浮剂有:膨润土、凹凸棒土、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酞胺、海藻酸钠等。我们来看一下它的化学成分: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。
防止粘砂缺陷
消失模铸件粘砂可以分为机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的填充渗入,此种情况形成是由于金属液的渗入压力超过了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,金属液渗入砂粒空隙而导致,如果在泡沫塑料模外表面涂挂一层致密涂层,方可起到阻止金属液渗入的作用,从而有效防止铸件产生机械粘砂。化学粘砂的产生多由于型料耐火度不高、熔融温度较低所致,当浇入高温金属液后很容易被金属液所熔融,形成节瘤等缺陷,因此,在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂料,对于防止化学粘砂很有利。
涂挂方法
消失模铸造的涂料要涂挂在消失模模样的表面上,而传统的砂型铸造的涂料则是涂刷在制好的铸型表面上,两者的涂挂方法差别很大,而且其技术要求也不尽相同。消失模涂料的涂挂有多种方法如刷、浸、淋、喷或浸淋相结合。一般而言,消失模铸件的表面粗糙度和尺寸精度取决于消失模模样本身的质量,而涂层的厚度并不影响铸件尺寸。表面粗糙的涂料层不但不影响铸件的表面粗糙度,反而对改善透气性有利。
刷涂
刷涂方法靠手工通过刷子来完成。这种方法对涂料的某些性能要求不如喷涂或浸涂严格,但对操作者的技术和经验要求比较高。
刷涂时,涂料的厚度均匀性虽不如喷涂或浸涂,但效果还令人满意。对于一些结构形状复杂的消失模模样,最好选择刷涂。因为喷涂时,一些“死角”部位常常喷涂不到而浸涂又常常难于排出某些凹槽中的堆积涂料。
刷涂的主要缺点是劳动强度大、生产效率低,因此只适用于修复性补刷操作或体积较大而又无法浸涂或喷涂完成的单件生产。
喷涂
喷涂方法是用喷枪将涂料喷涂在消失模模样上。喷涂的效率比刷涂高,劳动强度也低得多。
由于耐火涂料的比重大,粘度高,要进行喷涂必须使涂料成为雾状喷射出去此外,涂料喷涂的对象为极易被损坏的泡沫塑料模,要求涂料喷落在泡沫塑料模型上的冲击力要尽可能小。
喷涂法存在如下问题:
①对涂料的技术要求高,涂料浓度过大时,常常无法喷射或喷涂不均匀浓度过小,又易于淌流或粘挂不上。此外,涂料中夹杂的大的颗粒、异物容易堵死喷嘴,中断生产
②消失模模样不易夹持,在喷涂过程中常常引起消失模模样变形或损坏
③浪费涂料:喷枪喷出的雾状涂料有相当部分并不能落到消失模模样上,不但浪费涂料而且污染环境
④质量不易控制:有些死角不能喷射到,而且第二次喷涂时容易将第一层涂料层破坏。
浸涂法
浸涂法具有生产效率高、节省涂料、涂层均匀以及对涂料的要求不高、操作简便、不需要特殊设备等特点。由于泡沫塑料模样的密度小(与涂料密度相差数十倍)且本身强度又不高,因此应注意防止涂料密度过大导致消失模模样难以浸入而变形损坏。
浸涂涂挂的涂层厚度,可通过涂料浓度、浸涂次数和控制浸涂操作来控制。一般采用两次浸涂作业:第一遍,浸涂浓度较小的稀薄涂料,以便获得均匀的薄涂层,改善两遍作业的涂挂性能第二遍,浸涂要通过调整涂料浓度来获得均匀的涂料厚度。如果涂料的浓度不改变而又要求控制涂层厚度时,则只能靠浸涂后抖动消失模模样次数来调整。熟练的涂料工要做到这个要求一般是不困难的。
浸涂操作的注意事项:
(1) 进行浸涂操作前,必须对涂料进行合理的搅拌,最好在浸涂过程中一直处于缓慢搅拌之中,防止卷入空气
(2) 浸涂时应选择好消失模模样浸入涂料的方向、部位,防止模样变形
(3) 涂层要均匀,涂层上不得有露白现象出现
(4) 浸涂后的消失模模样,从容器中取出、运送、放置时均应防止变形。
(5) 消失模模样经浸涂后,应及时抖动,以使涂层均匀并使多余的涂料去除。
为克服浸涂法浮力引起消失模模样的变形,可采用合适的卡具将消失模模样固定后再浸入涂料容器。大批量生产时,可采用专门的机械化浸涂装置,消失模模样先用卡具固定,然后将涂料从底部压入,淹没消失模模样后再撤走,涂料便自动下落,完成浸涂工序。
浸涂方法适宜于小型铸件生产,较大尺寸的消失模模样只要涂料桶容积允许,也可采用分段多次浸涂的办法。
涂料涂层厚度
消失模涂料涂层的厚度影响其透气性能和耐火性能的好坏,单就耐火性能而言,企业希望涂料涂层尽可能厚一点,因为这是解决铸件粘砂缺陷的一个十分有效的工艺方法,但是,如果涂层太厚的话,又会影响到涂层的透气性能,此外涂挂作业也很麻烦如果从涂层透气性能考虑,希望涂层尽可能薄一点为好,然而涂层太薄会导致铸件表面产生针刺缺陷,甚至是粘砂缺陷,从而影响了铸件表面质量。铸件重量(kg) 涂层厚度(mm) 用 途
<100 0.5~1 铝、铜铸件,小铸铁件
100~500 1.0~1.5 中等铸铁件、中小铸钢件
>500 1.5~2.0 大铸铁、铸钢件
哇,小编一下子给各位广大的读者介绍了这么多的专业知识,不知道大家都了解了吗?我们在平时生活中一定会遇到各种各样的问题的呢,呵呵,受益匪浅吧!小编也是哦!消失模涂料在我们的生活中也是经常出现的一种涂料,大家在了解的同时,也要有效的运用起来哦,要做到学以致用的。以上就是有关消失模涂料配方的内容,希望能对大家有所帮助!
消失模涂料一般由耐火材料、粘结剂、载体(溶剂)、表而活性剂、悬浮剂、触变剂以及其他附加物组成。各种组分被均匀混合在一起,在涂料的涂挂和金属液浇注过程中综合发挥作用。
消失模涂料配方
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、矽砂粉与铝矾土比例2:3,(耐火材料100%),GM-1树脂2%,矽溶胶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%,矽溶胶4%,粘结剂4%,膨润土1%氧化铁3%,CMC3%,N助剂0.5%
以上配方比例之和为100%。
消失模涂料厚度
涂层厚度的确定:
铸件重量(kg) 涂层厚度(mm) 用 途
500 1.5~2.0 大铸铁、铸钢件
消失模涂料性能
消失模涂料的性能包括众多指标:轻度、透气性、耐火度、绝热性、耐急冷急热性、吸湿性、清理性、涂挂性、滴淌性、悬浮性等,这些性能指标可以归纳为两类:工作性能和工艺性能。涂料的强度、透气性、耐火性、绝热性、耐急冷急热性等均为工作性能,
涂料的涂挂性、滴淌性和悬浮性等则属于工艺性能。
消失模涂料起泡
消失模涂料起泡原因
涂料中含高聚物分子及易干燥成膜的组元,当涂层较厚而干燥速度过快时,高聚物分子链交联过早形成薄膜,薄膜之下的水在烘干过程所蒸发的气体不能顺畅透过这层薄膜而膨胀,把涂层鼓起在涂料施涂过程中,由于涂料浆液与白模表面擦动和浸润不够充分,未能把白模表面的气体全部“赶出”和排除,模样烘烤受热时气体膨胀而把涂层鼓起成泡。消失模涂料涂刷后,涂层气泡,直接影响涂刷效果,导致铸件品质不佳,次品率上升,成本大大增加,这是很多铸造企业所不愿看到的,因此,在使用涂料时需要严格的根据步骤进行操作,
以便涂料充分的发挥作用。
消失模涂料透气性
怎么改善消失模涂料的透气性?
1.将不同种类和细微性的耐火骨料进行合理搭配。耐火骨料的种类和细微性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。
2.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。而高温粘结剂如矽溶胶、水玻璃等所配成的涂料透气性较差。3.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。消失模涂料的透气性增强,对改善铸件品质有着显著的效果。
1.常用的耐火材料有刚玉、锆砂、硅砂、铝矾土、高岭土熟料、氧化镁、硅藻土、蓝晶石等。生产不同的消失模铸件时,应选用不同的耐火材料制作涂料。不同材质铸件对涂料耐火度、化学稳定性、绝热性要求各不相同。通常生产铝铸件时其消失模涂料要用硅藻土、滑石粉等耐火材料铸铁件常用硅砂、铝矾土、高岭土熟料、棕刚玉等粉状耐火材料铸钢件常用刚玉、锆砂、氧化镁等粉状耐火材料。
配制消失模涂料除要正确选择耐火材料种类外,还应正确选择耐火材料的粒度粗细和分布,以及颗粒形状。因为粒度粗细和分布及颗粒形状将影响涂料的透气性。据报道,消失模涂料用耐火材料颗粒以圆形为好,粒度偏粗而集中较合适。
2.常用的粘结剂大致可分为无机和有机两类,在一种涂料中可以同时使用。无机粘结剂(高温粘结剂):亲水型:粘土、膨润土、水玻璃、硅溶胶、磷酸盐、硫酸盐、聚合氯化铝。憎水型:有机膨润土有机粘结剂(低温粘结剂):亲水型:糖浆、纸浆废液、糊精、淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛树脂、天然树胶。憎水型: 沥青、煤焦油、松香、酚醛树脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)
3.载体:消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分,但生产中使用较多的为水基涂料。
4.悬浮剂:为防止涂料中的固体耐火材料沉淀而加入的物质叫悬浮剂。水基涂料常用的悬浮剂有:膨润土、凹凸棒土、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酞胺、海藻酸钠等。有机溶剂涂料常用的悬浮剂有:有机膨润土、锂膨润土、凹凸棒土、聚乙烯醇缩丁醛等。
作用
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。
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