砂型铸造铸钢成型后为什么产生缩孔裂纹表面不光滑

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。

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

消失模涂料在消失模铸造中的作用

消失模涂料的作用在于支撑和保护泡沫模型、防止液态金属渗入砂子和粘砂、吸收分解产物和让分解气体通过涂层、保持泡沫模型挥发后形成的型腔的完整、并保持液态金属热量不会很快散发。因此消失模涂料的使用可以降低消失模铸件表面粗糙度，确保铸件精度，减少或防止铸件粘砂、砂眼、气孔、金属渗透、冷隔、浇不到、积碳等缺陷。所以消失模涂料应具有足够的耐火度、一定的机械强度、恰当的保温和导热性能、合适的透气性和吸收液体分解产物的能力、光滑的表面、足够的涂刷性能、不与泡沫模型发生化学反应等。

消失模铸造涂料的功能解析

消失模铸造涂料具有防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂、提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形、有助于消失模模样热分解气体的迅速排出等功效，那么消失模铸造涂料为什么汇聚了如此多的功能呢，下面我们将从六个方面来解析。

消失模铸造涂料具有这六大特点(1)高的强度和刚度，防止造型时模样变形和被干砂损伤(2)高的耐火性能，防止浇注时铸件表面粘砂(3)优异的透气性，可以快速导出模样气化的产物(4)较强的附着力，防止生产过程中涂层开裂甚至脱落(5)良好的涂挂性，使用时能方便的涂覆一定厚度的涂层(6)良好的烧结及剥离性，即在浇注后形成易于自动剥落的涂料壳，从而获得表面光洁的铸件。

消失模铸造涂料常用的四种耐火材料

随着消失模铸造的日益发展，人们对于消失模铸造涂料也愈发重视。据悉，耐火材料是消失模涂料的骨料成分，耐火材料的品种很多，通常选用以下四种：

A.锆英粉 主要成分是ZrO2、SiO2，即正硅酸锆。它的耐火度高，是目前用于消失模铸造最好的一种抗粘砂材料。浇注铸钢件和大型铸铁件时多采用这种耐火材料，可以减少铸件的清理工作量，获得表面光洁的铸件。

b.石英粉 主要成分是SiO2。由于石英粉在不同的温度条件下具有不同晶型转变，使其发生体积改变，从而降低了它的使用价值。一般用来浇柱中小铸铁和铸铝、铸铜件等有色金属。由于消失模铸造主要用于中小件，所以石英粉应用比较普遍。

c.氧化铝 氧化铝即刚玉粉，主要成分是Al2O3。它也是一种性能优良的耐火材料，可用来浇注铸钢件和大型铸铁件。

d.石墨粉 石墨粉是铸铁生产中广泛作用的耐火材料之一，具有很高的耐火度，但易氧化。它的热膨胀系数很低，一般在50×10-7以内。

铸钢件在生产中不只是要注意质量问题，而且产品的外观也是需要格外注意的，以下就为您列举造成铸件表面粗糙的具体原因：     

1、型砂和芯砂粒度太粗；     

2、砂型和砂芯的紧实度低或不均匀；     

3、型/芯的涂料质量差，涂层厚度不均匀，涂料剥落；     

4、浇注温度和浇注高度太高，金属液动压力大；

5、上箱或浇口杯高度太高，金属液静压力大；   

6、型砂和芯砂中含粘土、粘结剂或易熔性附加物过多，*火度低，导热性差；

7、型/芯砂中含回用砂太多，回用砂中细碎砂粒、粉尘、死烧粘土、铁*砂太多，型砂烧结温度低；宝珠砂

8、铸件开箱落砂太晚，形成固态热粘砂，尤其是厚大铸件和高熔点合金铸件；     

9、金属液流动性好、表面张力低。例如，铜合金中磷、铅含量过高，铸钢中磷、硅、锰含量过高；

10、金属液中的氧化物和低熔点化合物与型砂发生造渣反应，生成硅酸亚铁、铁橄榄石等低熔点化合物，降低金属液表面张力并*其流动性，使低熔点化合物和金属液通过毛细管作用机制，渗入砂粒间隙，并在*过程中，不断消蚀砂粒，使砂粒间隙扩大，导致机械粘砂或化学粘砂。

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。

使用范围金属摸具表面，铁摸/铝摸/铜摸；

功能1、ZD涂料起隔热，均衡温度，免除因金属液的冲击与腐蚀性从而达到保护摸具和延长摸具使用寿命可长达1/3以上；

2、防止铸件产品因局部冷却过快而造成的开裂和白口铁形成；

3、吸附时间长达7天之久，透气性好，每次脱模可用乙炔烟熏处理来代替脱模剂的使用，浇注一个铸件烟熏一次即可；

优势1、与磷酸盐涂料相比它特有的物理性能决定了它的优势；

2、透气好；

3、保温隔热效果明显，熔点在1650℃以上；

4、喷吐后附着力强且不宜剥落，通常一周后才需修补，ZD涂料不需要象其它涂料一样每次开摸要喷涂，省却每天因喷补涂料而拆装摸具的繁琐工作；

5、相对而言价格便宜，大大降低了因使用醇基涂料或进口涂料所带来昂贵的生产铸造成本；

6、大大提高生产效益。

建议使用方法100克涂料粉体+100克中性水玻璃+300克水配比，倒入小豆浆机内充分混合，后再倒入喷抢喷涂于热（200-300℃）的金属模具表面，厚度0。2mm，局部薄处按产品要求可喷厚些0。3-0。4mm，烘干即可。大约可喷涂20--30副摸具。如有出入按生产厂家需求为准！

铸造涂料颗粒相对较粗，但绝热性能好，可防止铸造时铸件缺肉和冷隔。适于细薄截面铸件和大平面铸件，也适用于供料口、轮毂、活塞、连杆、气缸等。

铸造生产中砂型铸造涂料是量大、面广。

砂型铸造涂料组成：悬浮剂、黏结剂、功能粉料、溶剂（载体）及少量助剂。

按溶剂分：水基涂料、醇基涂料；按用途分：铸钢用涂料、铸铁用涂料、流涂涂料、消失模涂料、压铸涂料。按耐火材料分：石英粉涂料、石墨粉涂料、铝矾土涂料、锆英粉涂料、莫莱石粉涂料、刚玉粉涂料、铬铁矿粉涂料、橄榄石粉涂料、镁砂粉涂料及其上述复合粉涂料等。

醇基铸造涂料优点：1、涂刷点燃后，型、芯表面的涂料层可自行烘干，不用进烘干窑；2、使用方便，生产周期短；3、可应用水玻璃砂的型、芯。

铸件粘砂是因为涂料没有有效起到阻挡隔离作用，或涂料与高温金属液体发生化学反映。

1。涂料附着力差：填砂震动时造成涂料剥落，引起铸件粘砂，

2。涂料膨胀系数大：与高温金属液体接触时涂料受热体积膨胀脱离铸型导致铸件粘砂。

3。高温液体金属被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物〔在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更后），造成铸件粘砂，有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。

铸件砂眼：

1、铸型内有掉入的砂子。

2、涂料强度低，耐火差，经不住高温金属液体的冲刷，型砂被卷入铸件。

铸件气孔产生的原因很多，总之一句话就是因为铸型中存在较多发气量大的物质，发气速度快，涂料或被砂透气性差，气体未及时排除所致。

普通铸造涂料只是在铸件和铸型中间起到阻挡隔离作用，达到防粘砂目的，但普通铸造由于涂料附着力差、强度低、耐火差、发气量大，容易造成铸件产生粘砂、砂眼、气孔、碳渣等缺陷。

新型铸造涂料是在传统铸造涂料基础上加以改进，调整，能有效防止高温液体金属氧化，与铸型和高温液体金属接触过程中不起化学反应。并且能吸收消化含氮、硫、碳等气体。

从而彻底解决：铸件粘砂，铸件砂眼，铸件粗糙，铸件气孔，铸件夹杂〔渣〕，球磨铁变异，铸钢渗硫裂纹，增碳缺陷等。

分类：

一般铸铁—铸造涂料，

灰铸铁—铸造涂料，

球墨铸铁—铸造涂料，

碳钢—铸造涂料，

合金钢—铸造涂料，

高铬钢—铸造涂料，

高锰钢—铸造涂料，

不锈钢—铸造涂料，

铜合金—铸造涂料，

铝合金—铸造涂料，

镁合金—铸造涂料。

2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。

3、铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃砂型。