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消失模涂料澆注過程中綜合發揮作用
消失模涂料澆注過程中綜合發揮作用
消失模涂料一般由耐火骨料、粘結劑、載體(溶劑)、表而活性劑、懸浮劑、觸變劑以及其他附一加物組成。各種組分被均勻混合在一起,在涂料的涂掛和金屬液澆注過程中綜合發揮作用。
1.常用的耐火材料有剛玉、鋯砂、硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、氧化鎂、硅藻土、藍晶石等。生產不同的消失模鑄件時,應選用不同的耐火材料制作涂料。不同材質鑄件對涂料耐火度、化學穩定性、絕熱性要求各不相同。通常生產鋁鑄件時其消失模涂料要用硅藻土、滑石粉等耐火材料;鑄鐵件常用硅砂、鋁礬土、高嶺土熟料、棕剛玉等粉狀耐火材料;鑄鋼件常用剛玉、鋯砂、氧化鎂等粉狀耐火材料。
配制消失模涂料除要正確選擇耐火材料種類外,還應正確選擇耐火材料的粒度粗細和分布,以及顆粒形狀。因為粒度粗細和分布及顆粒形狀將影響涂料的透氣性。據報道,消失模涂料用耐火材料顆粒以圓形為好,粒度偏粗而集中較合適。
2.常用的粘結劑大致可分為無機和有機兩類,在一種涂料中可以同時使用。無機粘結劑(高溫粘結劑):親水型:粘土、膨潤土、水玻璃、硅溶膠、磷酸鹽、硫酸鹽、聚合氯化鋁。憎水型:有機膨潤土有機粘結劑(低溫粘結劑):親水型:糖漿、紙漿廢液、糊精、淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛樹脂、天然樹膠。憎水型:瀝青、煤焦油、松香、酚醛樹脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇縮丁醛(PVB)3.載體:消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分,但生產中使用較多的為水基涂料。
4.懸浮劑:為防止涂料中的固體耐火材料沉淀而加入的物質叫懸浮劑。水基涂料常用的懸浮劑有:膨潤土、凹凸棒土、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酞胺、海藻酸鈉等。有機溶劑涂料常用的懸浮劑有:有機膨潤土、鋰膨潤土、凹凸棒土、聚乙烯醇縮丁醛等。
4作用與要求
作用
消失模鑄造所用的造型材料一般是普通干石英砂,泡沫塑料模型被液態金屬置換時,熱分解產生的大量氣體要通過干砂間空隙方能排出鑄型外。然而,液態金屬在負壓的作用下很容易滲入干砂間的空隙而形成機械粘砂。為了避免產生機械粘砂,消失模模樣表面必須涂掛一層耐火涂料。在鑄型澆注過程中,這一層耐火涂料是介于金屬液和型砂之間,對消失模模樣的氣化、金屬液充填和鑄件的形成等起著十分重要的作用。
(1)防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂。
機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的充填滲入。在普通砂型鑄造中,金屬液在鑄型某點上的滲入壓力即為金屬液的壓強。當滲入壓入超過砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力時,金屬液才能滲入砂粒空隙中形成機械粘砂。
一般情況下,消失模鑄造中金屬液的滲入壓力要大于砂型鑄造,所以鑄件表面有較嚴重的針刺和粘砂現象。在泡沫塑料模的外表面涂掛一層一定厚度的致密涂層,可以起到阻止金屬液滲入的作用,從而防止鑄件產生針刺和機械粘砂。
消失模鑄造目前廣泛使用的型料諸如鐵丸、石英砂等,由于耐火度均不高,熔融溫度較低。當澆入高溫金屬液后極容易被金屬液所熔融,形成節瘤等缺陷,產生熱化學粘砂。因此,在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的涂層,有助于防止熱化學粘砂。
(2)提高泡沫塑料模型的剛度,防止埋型時變形。
這是耐火涂料層在消失模鑄造中的獨特的作用。泡沫塑料模在埋型操作時,不可避免地要受到一定大小的沖擊力作用,因而模型可能產生壓縮變形和彎曲變形,進而影響到鑄件的最終尺寸精度。模型表面涂上一層耐火涂料,干燥后會形成一層緊緊包覆在外表的具有一定強度的硬殼層,使其強度比未掛涂料前有成倍地提高,同時模型的剛度也相應增強,因此可以使各種變形量降低到最小。例如,2mm厚的涂層,在同等受力條件下,可使泡沫模型的受壓變形降低2/3,使彎曲變形降低9/10以上。
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