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2022-66 消失模涂料的技术要求及成分组成
时间 : 2022-03-16 14:21 浏览量 : 31

铸造基础知识


    消失模铸造工艺的特点决定了其所使用的涂料比常规铸造工艺所使用的涂料要求更高,需要具备其特定的功能。


    消失模铸造涂料的技术要求:


    ①涂层具有透气性。模样浇注时产生气体及液体应容易从涂层空隙被真空泵抽吸至型砂内而使铸件干净。


    ②强度好。应该具备常温和高温强度。常温的涂料强度便于白模上好涂料及烘干前后搬运过程中有一定的强度;涂层要求具有高的高温强度及高耐火度,热膨胀系数要低,否则在浇注过程中由于金属液的冲刷侵蚀作用,很容易将黏附不牢的涂层剥落而卷入铸件,产生粘砂、夹渣、夹杂等缺陷。

    ③具有良好的润湿性和黏着性。白模(不论是EPS还是STMMA)为非极性材料,表面张力低,不易被水基涂料润湿、渗透。因此,涂料中应加入少量表面活性剂并选择适当的黏结剂,这样涂料涂挂后可在白模表面获得一定厚度的耐火涂层。反之,如果涂料的润湿性和黏着性较差,则可能造成涂层厚度不均匀,甚至涂层不连续,从而很难获得优质铸件。

    ④干燥速度快。涂料在低温(<60℃)下的干燥速度要快,不龟裂,并能形成坚固的耐火涂层。如果干燥速度慢,不仅影响生产效率而且由于涂层长时间不能干燥,固化,可能会从白模表面脱落。

    ⑤发气量要小。涂层经烘干后,在砂箱铸型中与浇入的高温金属液接触,不得产生其他的气体。避免气体造成涂层崩脱,同时气体会影响流体充型平稳性和充型质量。


    ⑥流淌性和涂挂性要好。白模的涂层比较厚,要求涂料具有较高的屈服值和塑性变形能力,要严格控制涂料的流淌性。

    ⑦易剥落,具有烧结剥落性。在单级和多级耐火材料的配比下,结合金属液性质,加入低熔点碱性或酸性氧化物,使涂料具有良好的烧结剥落性,利于浇注完成后清砂及后续清理。

    消失模涂料的组成

    消失模涂料基本成分是耐火骨料、辅料和溶剂。其中耐火骨料占90-92%,辅料主要包括黏结剂、悬浮剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂等。溶剂一般为水或者醇基溶剂(工业酒精)。

    耐火骨料一般选用:锆英砂、石英粉、刚玉粉、石墨粉、碳化硅等。一般根据铸件合金材质及型砂相配合选择。

    黏结剂一般分无机黏结剂和有机黏结剂两大类。消失模涂料中可同时加入无机、有机两类黏结剂;同时将常温黏结剂和高温黏结剂混合搭配使用。


    黏结、悬浮、润湿三剂的分类或者划分,其实只是学者们的主观想法,在实践生产中,某一成分的作用并不是单一的。如膨润土和CMC(羧甲基纤维素钠)一般用作黏结剂,但在消失模涂料中,由于它们不能克服泡沫模型光滑表面的憎水性,涂料无法涂挂在模型表面。但膨润土的细小微粒在水中膨胀,形成水化膜粘附在CMC的大分子骨链上,搭接成立体网状结构,阻止耐火骨料颗粒堆积下沉,从而提高了辅料的悬浮性能,所以,一般把这两种具有黏结能力的物质也用作悬浮剂来使用。


    消失模铸造在浇注过程中,涂层内自下而上是三种物质形态,最下面是液态金属,最上的部分是未液化和气化燃烧的泡沫,中间部分是混杂着游离碳和可燃气体的空间,称作气隙间隙。


    实践生产中,可以发现消失模铸造的涂料不仅能使气体通过,也能使固态的游离碳液态金属通过。上面提到消失模涂料中要加入一定量的有机黏结剂。涂料在烘干过程中水分得以挥发,水分子在挥发过程中留下了细微的、纳米级尺度的孔隙,涂料呈半透膜状态,只可以使气体分子通过,不能使大于水分子的物质通过。在浇注过程中,液态金属首先通过辐射和气体对流向泡沫传递热量,泡沫塑料在高温下收缩液化,继而气化,形成了气息间隙,当温度继续升高至300-400℃以上时,有机黏结剂变性焦化,涂层中形成网状通道。


   涂料中的各种辅料是由相互作用的,有的是正交互作用,有的是负交互作用,适当的配比可以起到相互协同增强的效果,比例失衡就会起到相互抵消的作用。合理的配方比例大于独立效应之和。 在选择和使用涂料时应特别关注。


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