消失模鑄造用涂料與配方-在線瀏覽
2024-08-08 20:07本頁(yè)面
【正文】 后測(cè)其性能。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)。 涂料 。 流變性 自從 1958 年消失模鑄造誕生以來(lái) , 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。 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。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。石英粉是最便宜的耐火填料之一 , 具 有較高的熔點(diǎn) (1 713 ℃ ) 和燒結(jié)溫度 (1 500 ～ 1 700 ℃ ) [ 1 ] 。 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。 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. 075 mm 左 右 , 粒度分布見(jiàn)表 1 。 聚乙烯醇 (PVA) 使用前在沸水中熬煮成 10 % 膠體水溶 液。載體為自來(lái)水。涂料干強(qiáng)度測(cè)定為 : 從 1 000 mm 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 。 流變性的測(cè)定采用 NDJ1 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 。 1) ℃ 。 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(rùn)土和 CMC 作復(fù)合懸浮劑 , 涂料有優(yōu)良的懸浮性。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(jiàn)表 3) 。白 乳膠 ( 聚醋酸乙烯乳液 ) 其 p H 值為 4 ～ 6 , 呈弱酸性 , 而鈉水玻璃有很 強(qiáng)的堿性 , 其 p H 值為 11 ～ 13 , 因此兩者易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。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。 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。 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)。 圖 1 涂料的流變曲線 從圖 1 中還可看出 , 剪切應(yīng)力τ 的增長(zhǎng)小于剪切速率γ 的增長(zhǎng) , 涂料的表 觀粘度 ( η = τ / γ ) 隨剪切速率的增長(zhǎng)而減少。 涂料 1 、 3 、 5 比涂料 2 、 4 的膨潤(rùn)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) , 涂掛涂料時(shí) , 涂料的粘度下降快 , 涂刷手 感好。 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。 2. 3 涂料的透氣性 涂料的透氣性 K 如圖 2 所示。 g 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 g min 1 之間。 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。 300 ～ 1 100 ℃ 時(shí) , 石英粉的熱膨脹系數(shù)為 3 10 5 。此外 , 石 β 磷石英、 英粉還會(huì)發(fā)生γ 磷石英、α 磷石 英以及β 方石英、 α 方石英之間的相變 , 這些相變都會(huì)導(dǎo)致石英粉的 體積膨脹 [5] 。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(guò)涂料層的孔隙的阻力增大 , 使得涂料的透氣性下降。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 。 涂料 3 與涂料 4 的差別在于含有的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑不同 , 涂料 3 含有 4 % 的膨 潤(rùn)土用作無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與懸浮劑 , 而涂料 4 只含有 1. 5 % 的膨潤(rùn)土作懸浮劑 , 無(wú)機(jī)粘結(jié)劑用水玻璃。 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。 1 涂料 2 、 3 、 4 的耐火骨料石英 粉 2 的分布也比較分散 , 盡管它們的粘結(jié)劑組成不同 , 但透氣性與涂料 1 幾乎一致 , 這說(shuō)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。 1 透氣性很低的涂料在消失模鑄造生產(chǎn)過(guò)程中 , 泡沫塑料氣化所 產(chǎn)生的大量氣體不能及時(shí)通過(guò)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. 0 cm 4 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. 5 ～ 6. 0 cm 4 g min 1 [6] 。 2. 4 生產(chǎn)澆注試驗(yàn) 涂料 1 ～ 4 的透氣性太低 , 無(wú)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)。襯板為 1. 83 m 水泥磨機(jī)襯板。 5) ℃ 溫度下烘 2 ～ 4 h 。澆出的磨球 和襯板全都成形良好、表面光潔 , 無(wú)任何澆不足、冷隔 , 內(nèi)部致密 , 無(wú)縮松、 縮孔等。 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)。 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。 4) 膨潤(rùn)土含量較高 (4 %) 的涂料 , 其流變曲線平緩 , 工 藝性能好。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(wú)氧化皺皮的鎂合 金鑄件。 澆注溫度對(duì)球鐵鑄件皺皮缺陷的影響。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。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。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。 90%，石英粉 10%，酚醛樹(shù)脂 2%，白乳膠 2%，鈣膨潤(rùn)土 3%，洗衣粉 %， %，適量的水 2：3，（耐火材料 100%），GM1 樹(shù)脂 2%，硅溶膠 3%，鋰膨潤(rùn)土 1%，%,%，%，適量的水 %，片狀石墨40%，硅溶膠4%，粘結(jié)劑4%，膨潤(rùn)土1%氧化鐵3%，CMC3%,N % 以上配方摘自于書(shū)本至于比例之和超過(guò)100%我也處于迷惑不解中。具體說(shuō)， 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 ～%WT(按耐火骨料計(jì))的有機(jī)短纖維。 %，因加入量過(guò)少則氣化成孔效果不明顯；加入量過(guò)大，又會(huì)給 涂料的流平性帶來(lái)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 ～ %較為恰當(dāng)，但不是精確極值，小
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