消失模涂料的几种类型及常用配方

消失模涂料的几种类型及常用配方 消失模涂料的几种类型及常用配方 中南铸冶研究所刘玉满 ,，,„,?,一一、刖罱 涂料是消失模铸造生产最主要的原料消耗品，关系到企业的经济效益。 涂料是消失模铸造生产成败的关键，是消失模铸件质量的重要命脉。 要想能动地掌握涂料，首先必须认识涂料，了解涂料，这叫知识化。 要想用上好的涂料，一是科学选择添加剂，二是合理配用骨料，这叫专业化。 添加剂五花八门，骨料粉也是种类繁多，配用的更是多种多样，所有这些不可能作一一介绍，这里只讲一讲共同性和某些特殊性的技术原理与要点。二、关于涂料的防粘砂原理及类型 实践与研究明，因金属对铸型材料的热一化学作用或机械作用而在铸件与铸型(消失模即为壳型)之间所产生的粘砂层并非全都是牢固地粘附在铸件表面上，在一定的条件下粘砂层有可能从铸件表面上剥离，铸件便可获得光洁的表面。这种具有可剥离性的粘砂层在众多的涂料中可分为烧结型、氧化型和还原型三种。 ,、烧结型涂料 利用烧结原理而促使其剥离的涂料称为烧结型涂料。耐火度高的骨料固然可以削弱钢铁水对其的化学作用，有利于防止热一化学粘砂，但生产中很多例子可以发现，尽管骨料的耐火度并非很高，当涂层表面烧结而堵塞其孔隙时，其粘砂层却能极易脱落而防止了粘砂缺陷。在砂型铸造中也常可发现，当使用耐火度较差的粘土时，有时粘砂现象反而大大减轻，原因就是这种耐火度差的粘土的加入反而利于得到易剥离的粘砂层，对于消失模涂料而言，某些耐火度较高或,,,,纯度较高的石英粉所配制的涂料在碳钢件生产中反而粘砂严重，而一些似乎品位不甚高的石英粉却脱壳光洁就是这个原理，往往耐火度很高的所谓“高档次”骨料与适当低的烧结点的骨料混用(比浇注温度低的烧结点)，往往可以促使涂层表面形成致密的烧结层以防止金属液渗入铸型，易从铸件表面上剥落。所以，生产中把锆英粉与石英粉或铝矾土配用，往往比,,,,的锆英粉单独使用的效果好得多，至于配用的比例则不可千篇一律，一切通过试验。 ,、氧化型涂料 利用氧化原理而促使剥离的涂料称之为氧化型涂料。 钢铁水在高温下氧化而生成氧化铁是产生化学粘砂的先决条件。但氧化铁并非什么条件下都是有害的，在金属表面上，如果氧化铁生成的速度等于或低于其消耗速度，则粘砂层必难以剥离。如果氧化铁的生成速度超过其消耗速度，则多余的氧化铁会积累在金属表面，当其厚度超过一定值时，此粘砂层便具有良好的可剥离性。因此，不论是加快氧化物 ,层分妻:(苎～苎二警氅,,,,,，翼::…，(，。 氧化型可剥离涂料的概念对铸钢件很 图,可剥离粘砂层形成与剥落示意图 …。有实用价值。因为在一般大气压条件下要防止铸钢件在铸型内不发生氧化是不可能的，既然如此不如顺水推舟“因势利导”以促氧化作用来防粘砂比抑制氧化防止粘砂来得更为简单些。比如石英粉中加入含氧化铁量较高的铝矾土往往有利涂层脱壳，至于加氧化铁粉有时见效不大，也许是量不对，或许氧化铁粉多半是铁矿粉磨成的，成份并非全是氧化铁。铸钢涂料既是烧结型又是氧化型。 对于铸铁件则恰恰相反，因为铁水含起保护作用的,、,,、,,成份较高，铁水的氧化倾向很小，要想在铸铁件的表面和粘砂层之间使氧化铁层达到适宜的厚度是不可能的。 ,、还原型可剥离涂料 利用增加还原反应的原理促进剥离的涂料称之为还原型涂料。 涂层中含有机物利于在绝氧或还原气氛中受热分解析出光亮碳膜覆盖在涂层表面，或与熔融玻璃状物共同形成致密的保护膜防止铁水渗透进涂层深处，这样容易从铸件上剥离，这种还原型涂料的概念对于铸铁件防粘砂有较大的实用意义，在生产应用中应尽量减少铁水氧化，增加还原气氛，以形成还原型可剥离粘砂层， 这无论是对机械粘砂和化学粘砂都是极有效的手段。在不允许多加有机物或亮碳成份的情况下，可以配加耐高温的惰性材料或防渗透性强的材料，这也是减弱氧化气氛提高还原气氛的有效，比如石墨粉熔点,,,,?以上，化学上是惰性，含,,,,,，防渗透性强。 涂料以热一化学原理和机械作用原理划分为以上三大类型。至于低熔点的合金所用的涂料没有必要烧结，也没必要促进氧化或还原，比如铝、镁合金类，熔点只有几百度，涂层的关键是形成致密的薄壳层，防止金属液渗入其孔隙内，一般采用细目数的滑石粉或适当配加低熔点易形成融融玻璃膜的云母之类作骨料即可。三、推荐几种常用的涂料配方 在涂料问题上不要总是受传统的什么白乳胶、酚醛树脂，什么消泡剂、浸润剂，还有甲醛苯酚防腐剂之类的东西所束缚，把问题搞得那么繁琐，更不要知毒用毒，没事找事。为什么不能简化一点，环保,点昵,我到过浙江金华地区一些消失模厂，跟涂料工人握手都不敢用劲，因为满手是红肿开裂，他们一天八小时戴着长长的胶手套，嘴巴用口罩封得严严实实的，闻着甲醛与白乳胶混发的恶臭气味头发胀、眼发昏，一天干下来之后胶手套里装的尽是汗水，但手套仍防不胜防，操作过程总有不能戴的时候，明知有毒却万般无奈，为的是每个月拿点工资求生存。老板什么态度呢,“甲醛防腐效果好，成本也不高，用了几年也没哪个倒下，没那么可怕～” , 涂料配方五花八门，如果我们宣传和推广的是有毒配方，那等于失去了良知，出于这种良知，我们研究的桂林,号复合型粉状添加剂坚决不采用任何对工人健康有害的有毒成份，在研究过程中我们始终坚持开发无公害涂料的方向和宗旨，经过上千次的反复试验，终于在,,,,年,,月取得最佳无公害配方而定型生产。下面推荐由这种以桂林,号环保添加剂所配制的低成本高性能的涂料配方: ,、铸钢铸铁通用配方: ?复层型:内层(涂层厚度,(,,,):,,,,棕刚玉，,,,桂林,号，水 外层(涂层厚度,(,,,以上):,,,,石英粉，,,,桂林,号，水 ?复合骨料型:,,,,(石英粉，铝矾土)，,,,桂林,号，水 石英粉:铝矾土,(,,,,):(,,,) ,、高合金钢通用配方 ,,,,(橄榄石粉，铝矾土)，,,,桂林,号，水 橄榄石粉:铝矾土,(,,,,):(,,,) ,、铸铁用配方(前,适用) ,,,,(石英粉，石墨粉)，,,,桂林,号，水 石英粉:石墨粉,(,,,):(,,,) ,,,,(铝矾土，石墨粉)，,,,桂林,号，水 铝矾土:石墨粉,(,,,):(,,,)四、常用骨料的种类 骨料粉是涂料的主要组分，它决定涂层的耐火度、化学稳定性、绝热性，对透气性、悬浮性、抗裂性、脱壳性也有很大影响。骨料粉分为烧结型和非烧结型。按化学属性又分为氧化物类、硅铝酸盐类、铬矿粉类和碳质材料类。常用的棕刚玉、宝珠砂、铝矾土、石英粉、橄榄石粉、莫来石粉、滑石粉、云母粉、铬铁矿粉等都属于烧结型骨料，而土石墨 (半晶态石墨)和磷片石墨(晶态石墨)等碳质材料属于非烧结型。 对于烧结型涂料降低其烧结温度，改善其烧结性能是提高涂层浇注后可剥离性，防止铸件粘砂的重要手段和措施。根据铸件的不同材质、不同的化学成份，科学地选用骨料并合理配伍，是获得优质铸件和综合经济效益的重要环节。作者:刘玉满铸造专业高级师，中国管理科学研究院教授、终身研究员，中南铸冶 材料研究所所长。专业化从事无公害铸造新型材料及潮型砂新工艺、消失 模新型涂料与工艺技术研究，自,,,,年起担任中国铸造科工贸大会组织委 员会主任。,,,,,,,,,,, ,