消失模铸造用涂料及配方.docx

集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
消失模铸造用涂料及配方
1 涂料成分为镁砂粉30－50％、珠光粉20－40％、云母粉15－30％、硅溶胶3－9％、VB 既是悬浮剂又是粘结剂。 PVB 与酚醛树脂混合使用可以提高涂层强 度 [2 ] 。二者在使用前均溶 于酒精中待用。悬浮剂选用锂基膨润土 , 可在酒 精溶剂 中形成醇溶胶。先用少量水引发 , 静置 24 h 后 , 变成膏 状 , 这时 加适量乙醇再用高速搅拌机分散制成膏状悬 浮剂。 溶剂为工业乙醇 , 助剂采用微量表面活性剂、消泡 剂 ( 正辛醇 ) 等。为使涂 料层在落砂时易剥离、防粘砂 , 加入熔剂 Fe 2 O 3 。 2 涂料性能的测试方法 悬浮性系用静置法 , 在 100m l 量筒中测涂料静置 24 h 后的沉淀物所占体积 百分比。 透气性在 STZ 直接式透气性测定仪上测定 ( 用透 气性标准度样 ) 。涂料层干 态透气性的具体操作及计算 方法见文献 [3 ] 。 涂层强度测定 [4 ] 是由粘度杯向涂有涂层的玻璃板 上落砂 , 直至擦破涂层 露出玻璃板为止 , 称出落砂总质 量 , 作为判断涂料层面强度的定量指标。 高温抗裂性测定 , 是将 ___< 50 mm 的水玻璃砂型试 样浸入涂料形成 2 mm 的 涂层 , 干燥后放入高温炉中 , 在 1 200 急热 2m in 取出观察涂层开裂的情 况。 触变性是采用 NDJ - 1 型旋转式粘度计测量涂料的表观粘度随时间的变化情况 , 即触变性曲线。涂料其它性能测试参照文献 [3 ] 进行。 3 试验结果 3 . 1 最佳涂料配方的确定 悬浮性、透气性和涂层强度是消失模涂料的基本性能。为此采用正交试验方法考 察涂料主要组成 ( 酚醛树脂、 PVB 、膨润土及氧化铁粉 ) 对其性能的影响 , 以确定出最佳涂料配方。正交试验采用 4 因素 3 水平 ( 表 1) , 试验结果如 表 2 。醇基涂料的配制工艺 : 锂基膨润土 + 助剂 + PVB+ 酚醛树脂 + 耐火填 料 + 熔剂 + 适量 球磨球磨 工业酒精 30 ～ 60 m in + 酒精 . 5 ～ - 0 m in 出料。根据各因 素对悬浮性、透气性和涂料强度的主次关系综合权衡 , A 2 B 2 C 3 D 3 为最佳水平组合条件 , 即为最佳涂料配方。 表 1 L 9 ( 3 4 ) 因素水平表 ( 质量分数 , %) 表 2 正交试验结果 3 . 2 最佳涂料性能 确定最佳配方后 , 再以此配方配制涂料 , 考察涂料的其它性能能否满足消失 模铸造的要求。 (1) 涂挂性 对不同结构的消失模采用刷、浸、喷、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层均匀的涂层 , 说明研制的涂料涂挂性较好。 (2) 触变性 要使消失模表面形成一层均匀且具有一定厚度的涂料层 , 就要求 涂料应具有良好的触变性 , 使其同时具有一定的涂刷性和抗流淌性。图 1 为研 制涂料及文献涂料的触变性曲线 , 可见两种涂料的表观粘度在恒定的剪切速率 下随着剪切时间的延长而大幅度降低 , 但最佳涂料触变性曲线斜率大于文献涂 料 图 1 涂料触变特性曲线 触变性曲线的斜率 , 表明该涂料涂敷时的涂刷性和涂平性优于文献涂料。 触变性值计算时 , 将 10m in 的读数 ( S
′ ) 与 30 s 时的读数 ( S ) 代入 下式计算 [5 ] : 最佳涂料触变性S =( S - S ′ S ) × 100 /(63-21) × 100 /63= 66. 6 文献涂料触变性 =( S - S ′ S ) × 100 /= (65-25) × 100 /65= 61. 5 可见两种涂料触变性值均远大于涂料触变性应大于 20 的要求 [6 ] 。但仍可看 出最佳涂料触变性优于文献涂料的触变性值。 (3) 物化性能 将最佳涂料与文献 [7 ] 推荐的醇基镁砂粉涂料性能比较见表 3, 可见其悬浮性、透气性、涂层强度均优于推荐涂料 , 证明新开发的涂料比较 优良。 表 3 最佳涂料与文献 推荐涂料性能对比 3 . 3 生产验证 在锦州发电厂铸造分厂进行批量生产验证。采用了刷涂、浸涂和淋涂方法 , 用 带有这种涂层的消失模浇注球磨机衬板 , 破碎机颚板及挖掘机半齿等高锰钢铸 件 , 最大件 270 kg, 最大壁厚达 120mm 。落砂后铸件表面光洁 , 平整 , 棱 角清晰 , 无粘砂 , 尺寸精度高。涂料烧结层呈片状脱落。 4 结论 (1) 研制的高锰钢件消失模醇基涂料性能优良 , 成本低廉 , 浇注的铸件表面 质量好 , 光洁无粘砂 , 尺寸精度高。 (2) 涂料不仅适合于生产高锰