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消失模涂料的制備及其性能研究
消失模涂料的制備及其性能研究
消失模涂料用亞鋁晶石粉、石英粉、硅藻土作為復合耐火骨料，以快干硅溶膠和聚乙烯醇（PVA）作為復合粘結劑，鈉基膨潤土和黃原膠作為復合懸浮劑，制備鑄鐵用水基消失模涂料。通過正交試驗確定了涂料中各組分的最佳配比。測試了涂料的各項性能，觀察分析了涂層的微觀形貌和組織。結果表明：涂層中耐火骨料顆粒均勻分布、結合緊密，顆粒間形成的溝壑、孔洞相互連成一片，這改善了涂層的透氣性能，防止了鑄件表面氣孔、碳缺陷的產(chǎn)生，涂料綜合性能良好。
消失模涂料過程不使用砂芯，不需要取模，沒有分型界面，因此具有余量小、精確度高、可批量化生產(chǎn)、生產(chǎn)效率高、低生產(chǎn)成本優(yōu)勢的成形特點，是一種近凈成形的鑄造工藝技術 [1] 。近年來倍受國內外關注，發(fā)展勢頭迅猛。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國消失模鑄件產(chǎn)量已達170萬噸，同比增長10.1%，具有自動化、半自動化生產(chǎn)的消失模涂料企業(yè)也在逐年遞增，但是在涂料技術上還存在著一定程度的短板。
涂料是消失模涂料的關鍵技術，其性能的好壞直接決定著鑄件的質量優(yōu)劣 [2] 。而國外消失模涂料價格較高，國產(chǎn)消失模涂料存在儲藏時間短、透氣性差的問題，這導致鑄件表面質量不理想、內部不致密等缺點。部分企業(yè)采用自配涂料，這導致各鐘鑄造缺陷問題及生產(chǎn)成本高居不下，因此急需研制一種成本低廉、性能優(yōu)良的鑄鐵用水基消失模涂料。
1?試驗原材料與預處理
1.1?試驗原材料
�。�1）主加耐火骨料。耐火骨料是涂料主體部分，通常生產(chǎn)中小件鑄鐵件時，選用石英粉作耐火骨料；生產(chǎn)中大件鑄鐵件時選用鋁礬土、亞鋁晶石粉作為耐火骨料�？紤]到單獨使用石英粉作耐火骨料時，涂料耐火度較差，而單獨使用鋁礬土作耐火骨料時，鑄件表面光潔度較差，因此本試驗采用亞鋁晶石粉和石英粉作為復合耐火骨料，粒度分別為200目、325目。亞鋁晶石粉是一種中性、高惰性、淺白色的耐火骨料，其主要成分為57%～60% Al 2 O 3 、33.5%～36.5% SiO 2 、3.5%～6.5% ZrO 2 ，具有較好的熱穩(wěn)定性、與高溫金屬液不潤濕、較好的抗粘砂和涂層易剝離等性能、價格低廉 [3] 。
�。�2）輔加耐火骨料。消失模涂料為了充分吸收EPS泡沫產(chǎn)生的液態(tài)裂解產(chǎn)物以及保證涂料層具有一定的保溫性能，防止消失模鑄件表面碳缺陷、冷隔的產(chǎn)生，本試驗選用硅藻土為輔加耐火骨料。
�。�3）粘結劑。為保證鑄鐵用水基消失模涂料具有較好的常溫強度、高溫強度以及涂掛性能，涂料粘結劑應選用低溫、高溫粘結劑搭配使用。
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