消失模鑄造用涂料及配方

1、1 涂料成分為鎂砂粉 30 50、珠光粉 20 40、云母粉 15 30、硅溶膠 3 9、白 乳膠 1 5、聚丙烯酰胺 0.1 0.8 、羧甲基纖維素鈉0.1 0.8 、吸附劑1 6、阻燃 劑 0.3 2 制備時(shí)先將吸附劑、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺分別加水配成溶液，再與骨料及其他成分混合攪拌而成。本發(fā)明的涂料能有效吸附泡沫塑料模樣熱解產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物，大大減少鑄件的孔隙率，并在鑄型鎂液界面間形成還原性保護(hù)氣氛層，使鎂合金表面形成保護(hù)膜，阻止氧化進(jìn)行，防止了澆注時(shí)鎂合金在鑄型內(nèi)的燃燒，有利于獲得表面光潔、無氧化皺皮的鎂合 金鑄件.2 澆注時(shí)的負(fù)壓度澆注時(shí)施以負(fù)壓可以幫助熱解產(chǎn)物排出型外，有利于減

2、少皺皮缺陷，但應(yīng)注意負(fù)壓度不可過低，否則容易引起滲透粘砂缺陷。澆注溫度對(duì)球鐵鑄件皺皮缺陷的影響。一般說來，提高澆注溫度，有利于熱解產(chǎn)物氣化，并排出型外，因而可減少皺皮缺陷。對(duì)于高鉻鑄鐵，其澆注溫度高于，對(duì)于灰鑄鐵和球鐵，其澆注溫度大于，皺皮缺陷基本可以消除。2.澆注系統(tǒng) 頂注式澆注系統(tǒng)有利于減少表面皺皮缺陷，但容易引起內(nèi)部炭黑夾雜。底注式澆注系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)金屬液平穩(wěn)上升，模樣逐層氣化，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部炭黑夾雜；但在鑄件上表面往往會(huì)聚集較多的熱解產(chǎn)物，同時(shí)上部金屬液溫度最低，不利于熱解產(chǎn)物氣化，容易形成較嚴(yán)重的皺皮缺陷。因此，必須在上部設(shè)置集渣冒口，設(shè)法將熱解產(chǎn)物排出鑄件之外。通常，較高的鑄件用階梯式

3、澆注系統(tǒng)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)充填，減少炭黑夾雜缺陷，又不容易出現(xiàn)皺皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用頂注式澆注系統(tǒng)以上解答來自于羅通博士的博文，僅供參考涂料配方下列僅供參考。1.鋁礬土 90%，石英粉10% ，酚醛樹脂2% ，白乳膠 2%，鈣膨潤土3%，洗衣粉0.1%， 異丙醇 0.1% ，適量的水2.硅砂粉與鋁礬土比例2： 3，（耐火材料100% ）， GM-1樹脂2%，硅溶膠 3% ，鋰膨潤 土 1%， CMC1.5%, 平平如0.3% ，減水劑 0.5% ，適量的水 3.鋁礬土 60% ，片狀石墨 40%，硅溶膠 4%，粘結(jié)劑 4% ，膨潤土1% 氧化鐵3% ，CMC3%,N助劑0.5

4、%以上配方摘自于書本至于比例之和超過100% 我也處于迷惑不解中。望共同探討。3骨料 膨潤土乳白膠 CMC BY 水 100% 2.7% 3.5% 2.5% 2.5%適量 參考資料：消失模鑄造工藝在大口徑球鐵管件 4. 涂料是消失模鑄造最關(guān)鍵的輔助材料之一。為降低消失模鑄造涂料的成本,研制了水基消失模涂料。文中采用石英粉為耐火骨料,石英粉共有3 種粒度分布。所有涂料用碾輪式混砂機(jī)制成膏狀涂料,在攪拌機(jī)中加入適量水?dāng)嚢璩梢后w涂料,然后測其性能。研制出的涂料, 配方為 : 石英粉100%,膨潤土4 % ,白乳膠2 .5 %，樹脂 3%, 羧甲基纖維素鈉(CMC) 0 .5 % ,以及其它附加物,其

5、中石英粉要求粒度分布相對(duì)集中。該涂料成本低且具有優(yōu)良的工藝性能,特別適用于鑄鋼，球墨鑄鐵件的消失模鑄造生產(chǎn)5. 高錳鋼件消失模醇基涂料的研制失模鑄造作為一種先進(jìn)的鑄造方法深受人們的重視, 并應(yīng)用到高錳鋼件的生產(chǎn)。目前, 生產(chǎn)廠家所用涂料大都采用水基剛玉、鋯英粉涂料或醇基鎂砂粉涂料。使用水基剛玉涂料成本偏高, 且涂料性能也不理想。水基鋯英粉涂料由于鋯英粉呈弱酸性,而高錳鋼呈堿性, 所以用其生產(chǎn)高錳鋼件時(shí),在鑄件熱節(jié)部位或者是厚大鑄件往往產(chǎn)生嚴(yán)重粘砂1。以聚乙烯醇縮丁醛(PVB)為粘 結(jié)劑的醇基鎂砂粉涂料,強(qiáng)度偏低 , 若為增加強(qiáng)度而增加PVB 的使用量又造成 PVB發(fā)泡 , 鑄件表面出現(xiàn)麻坑。因

6、此, 為獲得優(yōu)質(zhì)鑄件,有必要開發(fā)新的 涂料以適應(yīng)生產(chǎn)高錳鋼件尤其是大型高錳鋼件的需要。1 試驗(yàn)材料1 .1耐火骨料涂料所用耐火骨料為鐵合金廠生產(chǎn)鉻鐵的副產(chǎn)品 鉻鐵渣 ,經(jīng)破碎研磨成粉狀 (料度200 目 ) 。因其 A l 2 O 3含量超過85% ,C r 2 O 3含量超過10% ,故稱高鉻剛玉。其熔點(diǎn)為1830 2000 , 密度為 3. 68g /cm 3 ,莫氏硬度為 9,熱膨脹系數(shù)約為石英的一半, 熱導(dǎo)率為石英的2 倍。高鉻剛玉屬中性材料, 不易與高錳鋼液發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 且耐火度較高,能夠抵御高溫金屬液體的沖刷, 其它性能皆有利于配制性能良好的涂料,同時(shí)成本較低 ,僅為剛玉粉、鋯英

7、粉價(jià)錢的1 /3左右。1.2 其它組分 醇基涂料粘結(jié)劑采用酚醛樹脂, 其耐熱性好 ,價(jià)格也 適當(dāng)。PVB 既是懸浮劑又是粘結(jié)劑。PVB與酚醛樹脂混合使用可以提高涂層強(qiáng)度 2。二者在使用前均溶于酒精中待用。懸浮劑選用鋰基膨潤土,可在酒精溶劑中形成醇溶膠。先用少量水引發(fā), 靜置24 h后 ,變成膏狀,這時(shí) 加適量乙醇再用高速攪拌機(jī)分散制成膏狀懸浮劑。溶劑為工業(yè)乙醇,助劑采用微量表面活性劑、消泡劑(正辛醇)等。為使涂 料層在落砂時(shí)易剝離、防粘砂, 加入熔劑Fe 2O3。2涂料性能的測試方法懸浮性系用靜置法, 在 100ml量筒中測涂料靜置24 h后的沉淀物所占體積百分比。透氣性在STZ直接式透氣性測

8、定儀上測定( 用透氣性標(biāo)準(zhǔn)度樣) 。涂料層干態(tài)透氣性的具體操作及計(jì)算方法見文獻(xiàn)3 。 涂層強(qiáng)度測定4 是由粘度杯向涂有涂層的玻璃板上落砂, 直至擦破涂層露出玻璃板為止 ,稱出落砂總質(zhì)量 , 作為判斷涂料層面強(qiáng)度的定量指標(biāo)。高溫抗裂性測定, 是將 _< 50 mm的水玻璃砂型試 樣浸入涂料形成2mm 的 涂層 , 干燥后放入高溫爐中, 在 1200 急熱2m in取出觀察涂層開裂的情況。 觸變性是采用NDJ - 1 型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測量涂料的表觀粘度隨時(shí)間的變化情況,即觸變性曲線。涂料其它性能測試參照文獻(xiàn)3進(jìn)行。3 試驗(yàn)結(jié)果3 . 1最佳涂料配方的確定懸浮性、透氣性和涂層強(qiáng)度是消失模涂料的基

9、本性能。為此采用正交試驗(yàn)方法考察涂料主要組成( 酚醛樹脂、PVB、膨潤土及氧化鐵粉) 對(duì)其性能的影響, 以確定出最佳涂料配方。正交試驗(yàn)采用4 因素3水平 (表1),試驗(yàn)結(jié)果如表 2。醇基涂料的配制工藝: 鋰基膨潤土+ 助劑 + PVB+ 酚醛樹脂+耐火填料+熔劑 + 適量 球磨球磨工業(yè)酒精 30 60 m in +酒精 . 5 - 0 m in出料。根據(jù)各因素對(duì)懸浮性、透氣性和涂料強(qiáng)度的主次關(guān)系綜合權(quán)衡,A2B2C 3 D 3 為最佳水平組合條件,即為最佳涂料配方。表 1L9(34)因素水平表( 質(zhì)量分?jǐn)?shù), %)表2 正交試驗(yàn)結(jié)果 3. 2 最佳涂料性能確定最佳配方后, 再以此配方配制涂料,考

10、察涂料的其它性能能否滿足消失模鑄造的要求。(1) 涂掛性對(duì)不同結(jié)構(gòu)的消失模采用刷、浸、噴、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層均勻的涂層, 說明研制的涂料涂掛性較好。(2) 觸變性要使消失模表面形成一層均勻且具有一定厚度的涂料層,就要求涂料應(yīng)具有良好的觸變性, 使其同時(shí)具有一定的涂刷性和抗流淌性。圖1為研制涂料及文獻(xiàn)涂料的觸變性曲線,可見兩種涂料的表觀粘度在恒定的剪切速率下隨著剪切時(shí)間的延長而大幅度降低 , 但最佳涂料觸變性曲線斜率大于文獻(xiàn)涂料 圖 1涂料觸變特性曲線觸變性曲線的斜率,表明該涂料涂敷時(shí)的涂刷性和涂平性優(yōu)于文獻(xiàn)涂料。觸變性值計(jì)算時(shí), 將10m in 的讀數(shù)(

11、S )與 30 s時(shí)的讀數(shù)( S )代入 下式計(jì)算5:最佳涂料觸變性 S =( S - S S )× 100 /(63-21)× 100 /63= 66. 6 文獻(xiàn)涂料觸變性=( S-SS)×100/=(65-25) × 100 /65=61. 5可見兩種涂料觸變性值均遠(yuǎn)大于涂料觸變性應(yīng)大于20的要求6 。但仍可看出最佳涂料觸變性優(yōu)于文獻(xiàn)涂料的觸變性值。(3) 物化性能將最佳涂料與文獻(xiàn)7 推薦的醇基鎂砂粉涂料性能比較見表3, 可見其懸浮性、透氣性、涂層強(qiáng)度均優(yōu)于推薦涂料, 證明新開發(fā)的涂料比較優(yōu)良。 表 3 最佳涂料與文獻(xiàn)推薦涂料性能對(duì)比3 . 3生產(chǎn)驗(yàn)

12、證在錦州發(fā)電廠鑄造分廠進(jìn)行批量生產(chǎn)驗(yàn)證。采用了刷涂、浸涂和淋涂方法,用 帶有這種涂層的消失模澆注球磨機(jī)襯板, 破碎機(jī)顎板及挖掘機(jī)半齒等高錳鋼鑄件 , 最大件 270 kg,最大壁厚達(dá)120mm。落砂后鑄件表面光潔, 平整,棱角清晰 ,無粘砂, 尺寸精度高。涂料燒結(jié)層呈片狀脫落。4 結(jié)論 (1)研制的高錳鋼件消失模醇基涂料性能優(yōu)良,成本低廉,澆注的鑄件表面 質(zhì)量好 ,光潔無粘砂, 尺寸精度高。(2)涂料不僅適合于生產(chǎn)高錳鋼鑄件, 也適合于生產(chǎn)碳鋼件。. 6.消失模鑄造水基涂料的研制摘 要 : 涂料是消失模鑄造最關(guān)鍵的輔助材料之一。為降低消失模鑄造涂料的成本 , 研制了水基消失模涂料。文中采用石英

13、粉為耐火骨料,石英粉共有3種粒度分布。所有涂料用碾輪式混砂機(jī)制成膏狀涂料, 在攪拌機(jī)中加入適量水?dāng)嚢璩梢后w涂料,然后測其性能。研制出的涂料,配方為 :石英粉 100%, 膨潤土 4%, 白乳膠 2.5%,羧甲基纖維素鈉(CMC)0. 5 % , 以及其它附加物 ,其中石英粉要求粒度分布相對(duì)集中。該涂料成本低且具有優(yōu)良的工藝性能,特別適用于球墨鑄鐵件的消失模鑄造生產(chǎn)。關(guān)鍵詞 : 消失模鑄造;涂料 ;透氣性; 流變性自從 1958年消失模鑄造誕生以來,消失模鑄造引起了鑄造界的廣泛注 意 , 在鑄鐵件、鑄鋁件的生產(chǎn)上有一些應(yīng)用。進(jìn)入80年代 , 隨著干砂消失模鑄造專利的失效,消失模鑄造得到了迅猛的發(fā)

14、展,國外開始建立了一大批生產(chǎn)線 ,用于鑄鋁、鑄鐵件以及鑄鋼件的批量生產(chǎn)。泡沫塑料模樣、涂料、真空度、振動(dòng)等均為消失模鑄造的關(guān)鍵技術(shù), 這些技術(shù)對(duì)鑄件的質(zhì)量有重要的影響。其中涂料層的性狀不僅影響模樣的氣化和氣體的遷移 ,而且和鑄件表面質(zhì)量、表面缺陷、鑄件精度乃至鑄件內(nèi)在質(zhì)量等都密切相關(guān)。除傳統(tǒng)砂型鑄造中要求涂料有良好的懸浮性、適宜的密度、粘度和流變特性 外 ,還要求涂料有適宜的透氣性。現(xiàn)有消失模鑄造涂料一般以棕剛玉、鋯英粉、鋁礬土等為耐火骨料,成本 較高。石英粉是最便宜的耐火填料之一, 具 有較高的熔點(diǎn)(1713 )和燒結(jié)溫度(1500 1700)1 。雖然高溫下,SiO 2 能與FeO 發(fā)生反

15、應(yīng), 生成低熔點(diǎn)、低粘度化合物FeO · SiO 2 , 易造成鑄件化學(xué)粘砂, 但對(duì)于熱作用不強(qiáng)的中、小鑄鋼件和鑄鐵件, 石英粉耐火涂料在普通砂型鑄造中仍有一定的應(yīng)用。文中在尋找一種適用于球墨鑄鐵件且性能優(yōu)良而價(jià)格低廉的涂料目的下, 研究了以石英粉為耐火骨料的消失模鑄造水基涂料。 1試驗(yàn)材料及方法1. 1試驗(yàn)材料共用 3種石英粉耐火骨料, 其粒形均為多角形,粒 度集中在0. 075mm 左 右 , 粒度分布見表1。膨潤土為四川鹽亭鈉質(zhì)膨潤土,其吸藍(lán)量為39,使用前兩天 ,將 其調(diào)制成膨潤土漿, 并加入膨潤土量3 %的 Na 2 CO 3。 聚乙烯醇(PVA)使用前在沸水中熬煮成10

16、%膠體水溶液。羧甲基纖維素鈉(CMC)使用前24h 配制成5 %的 水溶液。載體為自來水。表1 石英粉的粒度分布%1.2試驗(yàn)方法文中擬定了表2中5種涂料, 每種涂料均用S460 型碾輪式混砂機(jī)制成膏狀 ,然后在自制攪拌機(jī)中加入適量水?dāng)嚢璩梢后w涂料, 膏狀涂料混制工藝如下:表2涂料配方 %用 < 30 mm的帶磨口量筒( 刻度為0 100 mm) 測定涂料懸浮性,靜 置時(shí)間為24 h 。涂料干強(qiáng)度測定為: 從 1000mm高處加鐵丸沖擊泡沫塑料上的約 1 mm厚的涂料殼層, 以沖出白點(diǎn)為終止條件, 涂料強(qiáng)度用鐵丸質(zhì)量m 與涂料層的厚度d 之比表示,其度量單位為g / mm。用 STZ型直讀

17、式透氣性測定儀測試涂料在常溫以及400 、 700、 1000 下的透氣性2 。 流變性的測定采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì),該粘度計(jì)共有4個(gè)轉(zhuǎn)速 ,分別為6 、12、30 、 60 r /min。測定時(shí)使用3號(hào)轉(zhuǎn)子 ,并且涂料的溫度保持在(25±1) 。涂料的靜態(tài)剪切應(yīng)力的測定用U型連通管3 。 2 試驗(yàn)結(jié)果與分析2. 1 涂料的強(qiáng)度與懸浮率鈉質(zhì)膨潤土和 CMC作復(fù)合懸浮劑, 涂料有優(yōu)良的懸浮性。涂料2的懸浮率為 98 %, 而其余均為 100 % 。涂料2 的干強(qiáng)度明顯低于其余4種涂料,只有其余4種的60%左右 (見表3) 。涂料 2 用水玻璃與白乳膠作粘結(jié)劑。白乳膠 ( 聚醋酸乙

18、烯乳液)其 pH 值為4 6,呈弱酸性, 而鈉水玻璃有很強(qiáng)的堿性,其 pH值為 1113 ,因此兩者易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。膏狀涂料2在 攪拌機(jī)中攪拌時(shí), 涂料液表面有黑色的油狀物質(zhì)生成。即白乳膠與水玻璃發(fā)生了化學(xué)反應(yīng), 生成新物質(zhì) ( 有待進(jìn)一步確認(rèn)其組成), 降低有效粘結(jié)劑含量,涂料呈現(xiàn)出較低的干強(qiáng)度以及略低的懸浮率。涂料1、 3、4、5均用無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑相結(jié)合,有理想強(qiáng)度與懸浮率。表 3涂料的懸浮率和強(qiáng)度2.2 涂料的流變性圖 1 是涂料的流變曲線,5 種涂料均為有屈服值的假塑性流體。所有涂料用鈉質(zhì)膨潤土和CMC作懸浮劑, 膨潤土顆粒在高度分散狀態(tài)下呈片狀,片狀顆粒平面上一般帶負(fù)電荷,

19、邊棱部分帶正電荷,正負(fù)電荷相吸引, 使膨潤土顆 粒在溶液中形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ;CMC的主鏈上帶有許多強(qiáng)極性的親水基團(tuán),基團(tuán)之間可借助于氫鍵、靜電引力和范德華力相結(jié)合,從而 CMC 高分子鏈間形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在低剪切應(yīng)力下這種結(jié)構(gòu)只稍變形而不被破壞,這使得涂料具有一定的屈服值 1,4。圖1涂料的流變曲線從圖1 中還可看出, 剪切應(yīng)力 的增長小于剪切速率 的增長, 涂料的表觀粘度( = / ) 隨剪切速率的增長而減少。即涂料受到的攪拌速度或涂刷速度增高,則表觀粘度降低,涂料具有“剪切變稀”特性。涂料1、3、5比涂料2、4的膨潤土含量高,涂料內(nèi)形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更牢固, 剪切變稀作用更強(qiáng), 涂掛涂

20、料時(shí), 涂料的粘度下降快, 涂刷手感好。涂掛結(jié)束后剪切速率趨于零, 由于剪切稀釋作用表觀粘度大幅度增加; 同時(shí)涂料中的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)也使表觀粘度增加, 兩方面同時(shí)作用, 使得涂料 1、3 、 5有更好的滴淌性。涂掛后, 泡沫塑料模樣的垂直表面以 及下表面的涂料可以不滴淌或只有少量滴淌,可以保證模樣的所有表面涂料層厚度均勻。2.3 涂料的透氣性涂料的透氣性K如圖2 所示。涂料5的透氣性明顯高于涂料1 4 ,其常 溫透氣性達(dá)3. 76cm4 · g -1· min -1 。涂料 1 4 的透氣性基本上一致 , 其常溫透氣性均在0.4 0. 7 cm 4· -1

21、· gmin -1之間。盡管涂料透氣性相差較大, 但均先隨溫度t升高而降低, 在400或700 時(shí)達(dá)最低點(diǎn),然后再隨溫度的升高而增加。圖 2涂料的透氣性涂料的透氣性先隨溫度的升高而降低, 然后再隨溫度的升高而升高, 這主要由以下幾方面的作用共同作用的結(jié)果。第一, 隨溫度的升高石英粉由于熱膨脹和相變導(dǎo)致其體積增加。3001100 時(shí) ,石英粉的熱膨脹系數(shù)為3 × 10 -5 。石英粉在573 發(fā)生 - 石英 - 石英相變, 其線膨脹率為4. 5× 10-3 。此外 ,石 - 磷石英、 英粉還會(huì)發(fā)生 -磷石英、 -磷石 英以及 - 方石英、 -方石英之間的相變,這些相

22、變都會(huì)導(dǎo)致石英粉的體積膨脹5。耐火骨料體積膨脹后,骨料排列更緊密,骨料間的孔隙減少, 涂料的透氣性下降。第二,溫度升高空氣中氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,空氣的粘度增加, 通過涂料層的孔隙的阻力增大, 使得涂料的透氣性下降。第三,在高溫下 ,涂料中的有機(jī)物會(huì)發(fā)生分解,產(chǎn)生的氣體排出涂料層后,涂料的孔 隙增加,透氣性也隨之升高。在中溫階段(400 700 ),第一、第二兩種因素起作主導(dǎo)作用,涂料的透氣性表現(xiàn)為隨溫度升高而下降;在高溫階段(1 000 ), 第三種因素起主導(dǎo)作用,導(dǎo)致涂料的透氣性隨溫度的升高而升高。涂料 3與涂料 4的差別在于含有的無機(jī)粘結(jié)劑不同, 涂料3含有 4%的膨 潤土用作無機(jī)粘結(jié)劑

23、與懸浮劑,而涂料4 只含有1.5%的膨潤土作懸浮劑, 無機(jī)粘結(jié)劑用水玻璃。由于膨潤土粉充填于耐火骨料之間,骨料間的孔隙通道截面積減少,這樣涂料3 的透氣性比涂料4低。 涂料1與涂料 5組成上唯一差別在于耐火骨料的粒度分布不同, 石英粉1 的粒度分布較分散,而石英粉 3的粒度相對(duì)集中。粒度集中的石英粉3組成 的涂料5 的骨料之間的孔隙較大 , 透氣性也較高,涂料1由于石英粉的粒度分布分散,耐火骨料排列致密,骨料間孔隙小 , 其常溫至1 000 的透 氣性均低于 1. 0 cm 4· -1· min -1 。涂料2 、 3、 4的耐火骨料石英粉 2的分布也比較分散,盡管它們的粘

24、結(jié)劑組成不同, 但透氣性與涂料1幾乎一致, 這說明耐火骨料的粒度分布是決定涂料透氣性高低的關(guān)鍵性因素。涂料透氣性低于2. 5 cm 4·-1 · g min -1 ,生產(chǎn)出的鑄件會(huì)存在冷隔、缺肉、氣孔等常規(guī)鑄造缺陷, 以及鑄鋼件表面增碳、鑄鐵件表面皺皮等消失模特有鑄造缺陷。透氣性很低的涂料在消失模鑄造生產(chǎn)過程中,泡沫塑料氣化所產(chǎn)生的大量氣體不能及時(shí)通過涂料層排出鑄型, 易造成金屬液從澆口處反噴 , 這相當(dāng)危險(xiǎn)!透氣性高于6. 0cm 4· g-1· min -1 , 又會(huì)造成嚴(yán)重的機(jī)械粘砂, 合適的涂料透氣性范圍是2.56.0 cm 4 · -

25、1 · g min -1 6。 所以只有涂料5的透氣性能滿足消失模鑄造生產(chǎn)要求。 2.4生產(chǎn)澆注試驗(yàn)涂料1 4 的透氣性太低,無法滿足消失模鑄造技術(shù)要求, 涂料5 有優(yōu)良的透氣性、流變性等, 因此選用涂料5對(duì)貝氏體球墨鑄鐵磨球和襯板進(jìn)行澆注試驗(yàn)。磨球的規(guī)格為<40、 <60 、 < 100 三種 , 采用立式串鑄工藝。襯板為< 1.83 m 水泥磨機(jī)襯板。聚苯乙烯泡沫塑料模樣(EPS)密度為 0. 019 6 g / cm 3 ,模樣上涂掛1 mm 左右厚的涂料,在 (55±5) 溫度下烘2 4 h。澆 注時(shí)真空度為 0. 04 0. 06 MPa

26、,澆注過程中無反噴以及塌箱。澆出的磨球和襯板全都成形良好、表面光潔, 無任何澆不足、冷隔,內(nèi)部致密, 無縮松、縮孔等。涂料5能很好的浸潤泡沫塑料, 涂掛性良好 ,其強(qiáng)度、透氣性等完 全滿足干砂消失模鑄造生產(chǎn), 特別適合球墨鑄鐵的生產(chǎn)。3結(jié)論 1)涂料 5有優(yōu)良的性能, 適合于球墨鑄鐵的消失模鑄造生產(chǎn)。其配方為: 石 英粉 100%,膨潤土4%, 白乳膠 2.5%, 濃度為5 %的羧甲基纖維素鈉 (CMC)0. 5 % ,以及其它附加物。2)耐火骨料的粒度分布是影響涂料透氣性的關(guān)鍵性因素, 粒度分布越集中的涂料其透氣性也越高, 反之亦然。3) 涂料的透氣性隨溫度的變化而變化, 先隨溫度的升高而下

27、降,然后再隨溫度的升高而升高。4)膨潤土含量較高(4%) 的涂料, 其流變曲線平緩, 工 藝性能好。7.最佳答案 涂料成分為鎂砂粉30 50、珠光粉20 40、云母粉 15 30、硅溶膠 3 9、白乳膠 1 5、聚丙烯酰胺 0.1 0.8 、羧甲基纖維素鈉0.1 0.8、吸附劑1 6、阻燃劑0.3 2 制備時(shí)先將吸附劑、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺分別加水配成溶液，再與骨料及其他成分混合攪拌而成。本發(fā)明的涂料能有效吸附泡沫塑料模樣熱解產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物，大大減少鑄件的孔隙率，并在鑄型鎂液界面間形成還原性保護(hù)氣氛層，使鎂合金表面形成保護(hù)膜，阻止氧化進(jìn)行，防止了澆注時(shí)鎂合金在鑄型內(nèi)的燃燒，有利于獲得表面

28、光潔、無氧化皺皮的鎂合金鑄件。8. 1.澆注時(shí)的負(fù)壓度澆注時(shí)施以負(fù)壓可以幫助熱解產(chǎn)物排出型外，有利于減少皺皮缺陷，但應(yīng)注意負(fù)壓度不可過低，否則容易引起滲透粘砂缺陷。澆注溫度對(duì)球鐵鑄件皺皮缺陷的影響。一般說來，提高澆注溫度，有利于熱解產(chǎn)物氣化，并排出型外，因而可減少皺皮缺陷。對(duì)于高鉻鑄鐵，其澆注溫度高于，對(duì)于灰鑄鐵和球鐵，其澆注溫度大于，皺皮缺陷基本可以消除。2.澆注系統(tǒng)頂注式澆注系統(tǒng)有利于減少表面皺皮缺陷，但容易引起內(nèi)部炭黑夾雜。底注式澆注系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)金屬液平穩(wěn)上升，模樣逐層氣化，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部炭黑夾雜；但在鑄件上表面往往會(huì)聚集較多的熱解產(chǎn)物，同時(shí)上部金屬液溫度最低，不利于熱解產(chǎn)物氣化，容易形成

29、較嚴(yán)重的皺皮缺陷。因此，必須在上部設(shè)置集渣冒口，設(shè)法將熱解產(chǎn)物排出鑄件之外。通常，較高的鑄件 用階梯式澆注系統(tǒng)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)充填，減少炭黑夾雜缺陷，又不容易出現(xiàn)皺皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用頂注式澆注系統(tǒng)以上解答來自于羅通博士的博文，僅供參考涂料配方 下列僅供參考。1.鋁礬土 90%，石英粉10%，酚醛樹脂2% ，白乳膠 2% ，鈣膨潤土3%，洗衣粉0.1% ， 異丙醇0.1%，適量的水 2.硅砂粉與鋁礬土比例2： 3，（耐火材料100% ）， GM-1樹脂2% ，硅溶膠3%，鋰膨潤土1%， CMC1.5%,平平如 0.3%，減水劑0.5%，適量的水3.鋁礬土 60% ，片狀石墨

30、 40%，硅溶膠 4%，粘結(jié)劑 4%，膨潤土 1%氧化鐵 3%， CMC3%,N 助劑 0.5% 以上配方摘自于書本至于比例之和超過100%我也處于迷惑不解中。望共同探討9.鑄造用改良消失模水基涂料本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是通過在消失模涂料組成中引入有機(jī)短纖維，從而使涂料在澆注 受熱狀態(tài)，先于消失模氣化，從而在涂料層上留出眾多排氣氣孔，為滯后氣化的消失模排氣留出通道，這樣在保證涂料原有性能前提下，克服了涂料澆注時(shí)透氣差造成的缺陷。具體說，本發(fā)明消失模用水基涂料，包括有耐火骨料、粘結(jié)劑和懸浮劑，其特征在于所述涂料中還有0.1 1.0%WT( 按耐火骨料計(jì) )的有機(jī)短纖維。 本發(fā)明在涂料中加入有機(jī)

31、短纖維，因其氣化溫度低，可以先于消失模氣化，從而在涂料層上留下大量貫通蜂孔，有利于消失模氣化后氣體排出，而又不會(huì)造成涂料本身孔隙大帶來粘砂。有機(jī)短纖維加入量低于0.1% ，因加入量過少則氣化成孔效果不明顯；加入量過大，又會(huì)給涂料的流平性帶來不良影響，這也是不希望的，經(jīng)試驗(yàn)本發(fā)明有機(jī)短纖維加入量以0.11.0% 較為恰當(dāng)，但不是精確極值，小范圍適當(dāng)偏離并不會(huì)造成損害性缺陷。本發(fā)明有機(jī)短纖維加入量較好為0.3 0.5%，可以獲得較理想的透氣率，涂料的流平性又好。本發(fā)明涂料，可以根據(jù)不同的消失模鑄造要求選擇相應(yīng)的耐火骨料、粘結(jié)劑和懸浮劑，這對(duì)于技術(shù)人員來說是公知的，有機(jī)短纖維加入與原涂料組成具有很好

32、的相容性，不會(huì)改變?cè)苛系男再|(zhì)和使用性能，因此能與已知任何消失模涂料混配，同樣能達(dá)到前述目的。為有利于提高消失模低溫早期強(qiáng)度，使在裝箱入砂、搬運(yùn)過程中，涂料不易脫落和開裂，較好是在粘結(jié)劑中加進(jìn)聚乙烯醇 (PVA) 例如 0.6 1.2%，粘結(jié)劑中較好采用膨潤土和羧甲基纖維素，例 如 1 6%的膨潤土和0.2 0.8%的羧甲基纖維素，它們不僅具有粘結(jié)作用，而且還具有較高的穿透性，流平性，從而使涂料的附著能力和強(qiáng)度更高。耐火骨料優(yōu)選采用60 70% 的 石英砂和30 40% 的鋁礬土，兩者配合，不僅具有成本低，而且結(jié)殼性和耐高溫性好。所述耐火骨料，其粒度較好采用100 200目，這樣組成的涂料表面

33、光潔不易粘砂，有利于提高鑄件表面質(zhì)量，其中更好一種方案為鋁礬土采用150 200目。 本發(fā)明由于在消失模涂料中引入有機(jī)短纖維，因其氣化溫度(約 155 160、 )低于消失模白模的汽化溫度，因而在澆注過程中，涂料層中的有機(jī)短纖維先行氣化，從而在厚的涂料層上留下大量慣通的蜂孔微氣孔，透氣率可較冷態(tài)提高1倍以上，這樣消失模氣化產(chǎn)生的大量氣體則可通過涂層上大量微細(xì)蜂孔氣孔排出，從而有效避免了因涂料透氣性不夠帶來的鑄造缺陷，在涂刷制模時(shí)，又不會(huì)因涂料本身孔隙高率，而形成粘砂。此外，涂料中加入短纖維后還可使涂料在干燥時(shí)因短纖維的相互搭接而不易開裂，又有效防止了制模時(shí)的開裂現(xiàn) 象。用本發(fā)明涂料鑄造的產(chǎn)品，

34、具有表面光潔，內(nèi)部組織致密，無氣孔，正品率高。以下結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方式實(shí)施例 1： 鑄鐵件用消失模涂料，由70%(WT ，下同 )100 200目的石英砂顆粒和30% 的150 200 目鋁礬土作骨料，外加(以耐火骨料計(jì)，下同)0.8 1.2% 聚乙烯醇 (PVA) ， 25% 活化膨潤土，0.3 0.6% 羧甲基纖維素 (CMC) ， 0.3 0.5%有機(jī)短纖維，適量水組成。將活化潤土用1： 6的水調(diào)成漿，放置 24 30 小時(shí)備用； CMC以 1： 30 的水浸泡8 16 小時(shí)備用； PVA 用 1： 10的開水溶解攪拌均勻；將耐火骨料、有機(jī)短纖維放在攪拌機(jī)內(nèi)

35、干混均勻，再加入上述三種液體攪拌混合均勻。所得涂料 pH值在 6 9 之間， 100ml涂料在 12 小時(shí)內(nèi)的懸浮性100% ，粘度20 40，涂層厚1 2.5mm ，密度 (波美度 )60 75 ，纖維素氣化后，透氣性45 80ml/mm2 · s，為未加有機(jī)短纖維的 2倍以上，自干性好，自干后涂層不開裂，涂掛時(shí)具有良好的流平性和不流淌性。實(shí)施例2： 碳鋼件用消失模涂料，150 200 目鋁礬土100% ，外加 ( 以耐火骨料計(jì)，下同 )0.8 1.2% 聚 乙烯醇， 1.52.5% 活化膨潤土，0.15 0.3%CMC ， 0.3 0.5% 有機(jī)短纖維，適量水組成。方法同上。實(shí)施

36、例 3：鑄銅件用消失模涂料，150 200 目鋁礬土 70%， 150 250 目氧化鋁 30% ，外 加 ( 以耐火骨料計(jì)，下同)0.6 0.8% 聚乙烯醇， 1.5 2.5% 活化膨潤土，0.1 0.2%CMC ， 0.3 0.5% 有機(jī)短纖維，適量水組成。方法同上。10. 涂料是消失模鑄造最關(guān)鍵的輔助材料之一。為降低消失模鑄造涂料的成本 ,研制了水基消失模涂料。文中采用石英粉為耐火骨料,石英粉共有3 種粒度分布。所有涂料用碾輪式混砂機(jī)制成膏狀涂料,在攪拌機(jī)中加入適量水?dāng)嚢璩梢后w涂料,然后測其性能。研制出的涂料,配方為 :石英粉10 0 % , 膨潤土 4 % , 白乳膠 2 .5 % ，

37、樹脂 3%, 羧甲基纖維素鈉(CMC) 0 .5 % , 以及其它附加物,其中石英粉要求粒度分布相對(duì)集中。該涂料成本低且具有優(yōu)良的工藝性能,特別適用于鑄鋼，球墨鑄鐵件的消失模鑄造生產(chǎn)11. 一種消失模專用水基涂料的生產(chǎn)方法摘要 一種消失模專用水基涂料的生產(chǎn)方法，其組成成分為：土狀石墨粉、鱗片狀石墨粉、膨潤土、羥甲基纖維、乳白膠、玉米淀粉、糊精、by 粘結(jié)劑。成分比例為：土狀石墨粉50、鱗片狀石墨粉50、膨潤土 5-10、羥甲基纖維3-5 、乳白膠 1.5-3、玉米淀粉3-5 、糊精3-5、 by 粘結(jié)劑2-3。它解決了目前常用的消失模涂料容易導(dǎo)致鑄件容易變形、開裂、脫層，表面粘沙、不光潔，而且

38、粘沙難以清除，影響鑄件質(zhì)量的問題，適應(yīng)于在消失模鑄造生產(chǎn)中使用12. 配方目數(shù)：6 8、 10 20、 40 70、 200 及以下；比例：分別為30、 20、30 、20。13. 提高中頻爐爐襯壽命的筑爐工藝- 總結(jié)：一前言：中頻無芯感應(yīng)爐爐襯的高溫性能主要取決于所用耐火材料的物理、化學(xué)性能及礦物組成，在原輔材料選定的前提下，燒結(jié)工藝是使?fàn)t襯獲得良好顯微組織結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮其耐高溫性能的的關(guān)鍵工序。爐襯燒結(jié)的致密化程度與耐火材料的化學(xué)組成、粒度配比、燒結(jié)工藝和燒結(jié)溫度等因素有關(guān)。我廠通過二十多年的不斷摸索和生產(chǎn)試驗(yàn)，總結(jié)出了合理的筑爐打結(jié)工藝和烘烤燒結(jié)工藝，使?fàn)t齡大幅度上升， 2T中頻爐干式打

39、結(jié)爐襯的爐齡（經(jīng)一次中修）高達(dá)1157 爐次，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。二筑爐工藝：3.1筑爐時(shí)去掉云母紙。3.2對(duì)筑爐用水晶石英砂進(jìn)行如下處理：3.2.1手選：主要去除塊狀物及其它雜質(zhì)；3.2.2 磁選：必須完全去除磁性雜質(zhì)；3.2.3 干式搗打料：必須進(jìn)行緩慢烘干處理，烘干溫度為200 300 ，保溫 4 小時(shí)以上。3.3粘結(jié)劑的選用：用硼酐(B2O3) 代替硼酸（ H3BO3 ）作粘結(jié)劑，加入量為1.1% 1.5% 。 3.4 筑爐材料的選用及配比：3.4.1筑爐材料的選用：應(yīng)注意，不是所有SiO2 99% 的石英砂均可用作感應(yīng)爐爐襯材料，重要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，

40、（如水晶石英砂SiO2純度高，外表潔白、透明。） 爐子容量越大，對(duì)晶粒的要求越高。3.4.2 配比：爐襯用石英砂配比：68 目 10% 15% ， 10 20 目 25% 30%， 20 40目 25% 30%， 270 目 25% 30%。3.5 爐襯的打結(jié)：爐襯打結(jié)質(zhì)量好壞直接關(guān)系到燒結(jié)質(zhì)量。打結(jié)時(shí)砂粒粒度分布均勻不會(huì)產(chǎn)生偏析，打結(jié)后的砂層致密度高，燒結(jié)后產(chǎn)生裂紋的幾率下降，有利于提高感應(yīng)爐爐襯使用壽命。3.5.1 干式打結(jié)爐襯（以2t中頻無芯感應(yīng)爐為例）：線圈絕緣膠泥的應(yīng)用：2t 中頻無芯感應(yīng)爐的感應(yīng)圈涂覆有絕緣膠泥層。與感應(yīng)路通常使用的絕緣材料云母、玻璃絲布等相比，使用線圈絕緣膠泥有如

41、下好處:第一，烘干后，厚度為8 15mm 的線圈絕緣膠泥層具有良好的絕緣性能，完全可代替云母和玻璃絲布，充當(dāng)線圈和爐襯之間的絕緣保護(hù)層；膠泥材料的導(dǎo)熱系數(shù)較高，不必?fù)?dān)心相對(duì)較厚的膠泥層會(huì)影響熱面爐襯的三層結(jié)。第二，膠泥層位于線圈和保溫層之間，正常情況下，環(huán)境溫度很低（ 300，偶爾有金屬液接近其表面時(shí)膠泥層會(huì)釋放出少量殘余的水分，使絕緣電阻降低，系統(tǒng)提供早期報(bào)警。 第三，利用膠泥本身高于1800的耐火度，當(dāng)偶爾有金屬液滲漏到其表面時(shí)，膠泥能給線圈提供一層保護(hù)屏障，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，膠泥層可提供一定的事故處理時(shí)間。第四，對(duì)帶有底頂出式的爐子而言，將膠泥制作成帶有錐度的形狀，避免了爐襯與線圈的摩擦，同

42、時(shí)利用其強(qiáng)度對(duì)線圈進(jìn)行固定，避免了線圈在使用和建、拆爐過程中的變形，延長了線圈的使用壽命。第五，線圈與膠泥層作為爐子的耐火襯，雖一次性費(fèi)用高，施工周期長，但其使用壽命可以與線圈相同，也可進(jìn)行局部修補(bǔ)，因此就整體而言降低了筑爐成本。干式打結(jié)爐襯前，首先在爐子線圈絕緣層內(nèi)鋪設(shè)一層石棉板和一層玻璃絲布，鋪設(shè)時(shí)除手工平整壓實(shí)各層材料外，還要用彈簧圈上下繃緊，搗固石英砂時(shí)，自上而下逐個(gè)移動(dòng)彈簧圈，直至爐襯打結(jié)完畢。3.5.2打結(jié)爐底：爐底厚約 280mm ，分四次填砂，人工打結(jié)時(shí)防止各處密度不均，烘烤與燒結(jié)后的爐襯不致密。因此，必須嚴(yán)格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于100mm/ 每次，爐壁控制在60m

43、m 以內(nèi)，多人分班操作，每班4 6人，每次打結(jié) 30 分鐘換人，圍繞爐子緩慢旋轉(zhuǎn)換位，用力均勻，以免造成密度不均。爐底打結(jié)達(dá)到所需高度時(shí)刮平，即可放置坩堝模。對(duì)此，應(yīng)注意保證坩堝模與感應(yīng)圈同心，上下調(diào)整垂直，模樣盡量與所筑爐底緊密結(jié)合，調(diào)整周邊間隙相等后用三個(gè)木楔卡緊，中間吊重物壓上，避免爐壁打結(jié)時(shí)石英砂產(chǎn)生位移。3.5.3 打結(jié)爐壁：爐襯厚度為110-120mm ，分批加入干式打結(jié)料，布料均勻，填料厚度不大于 60mm ，打結(jié)15 分鐘（人工打結(jié)），直至與感應(yīng)圈上緣平齊。在打結(jié)完后坩堝模不取出，烘干和燒結(jié)時(shí)起感應(yīng)加熱作用。3.6烘烤與燒結(jié)規(guī)范：為獲得爐襯的三層結(jié)構(gòu)，烘烤和燒結(jié)工藝大致分為三個(gè)階段：3.6.1 烘烤階段：分別以25 /h、 50 /h 的速度將坩堝模加熱至600，保溫4h，目的是徹底排除爐襯中的水分。3.6.2 半燒結(jié)階段：以50 /h升溫至900 ，保溫 3h ，以 100 /h升溫至 1200 ，保溫3h， 必須控制升溫速度，防止產(chǎn)生裂紋。3.6.3 完全燒結(jié)階段：高溫?zé)Y(jié)時(shí)，坩堝的燒結(jié)結(jié)構(gòu)是提高其使用壽命的基礎(chǔ)。燒結(jié)溫度不同，燒結(jié)層厚度不足，使用壽命明顯降低。 2T中頻爐在烘烤過程中加入了約950 公斤鐵料 增強(qiáng)感應(yīng)圈加熱作用，隨著烘烤與燒結(jié)的持續(xù)進(jìn)行，通過低功率送電產(chǎn)生較為平穩(wěn)的電磁力攪拌鐵水，是爐襯上下受熱均勻。嚴(yán)格控制