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      消失模涂料用涂料的性能要求和組成
      消失模涂料用涂料的性能要求和組成

        消失模涂料用涂料應符合下列要求:


        1)有較高的耐火度和化學穩定性,在澆注時不被高溫金屬熔化或與金屬氧化物發生化學反應,形成化學粘砂。


        2)有較好的涂掛性和附著性,能均勻致密地涂掛在泡沫塑料模樣表面。


        3)涂層有較好的強度和剛度,使模樣在搬運和裝箱過程中不會被損壞,在干燥后能保持模樣不變形,在澆注時能承受由于模樣汽化而產生的型砂背壓力。


        4)涂層有較好的高溫透氣性,能隨著澆注金屬液面的推進,將消失模汽化產生的氣體以及型腔內的空氣,順利地從涂層經砂型壁排出。


        消失模涂料用白模涂料主要由耐火粉料、載液、懸浮劑、粘結劑和助劑組成。4.1.2實型鑄造用涂料的性能要求和組成


        1.涂料的性能要求


        1)實型鑄造用涂料應具有較高耐火度和良好的熱穩定性。


        2)良好的透氣性,保證泡沫塑料模樣汽化所產生的大量氣體能及時通過涂層排出鑄型。


        3)快干性。由于泡沫塑料是一種不透氣的蜂窩狀結構材料,熱變形溫度低,涂層只能在空氣中自然干燥或經50—600C熱空氣烘干。


        2.涂料的組成


        實型鑄造用白模涂料組成與消失模涂料基本相同,但是,由于實型鑄造的型砂中含有粘結劑,同時造型時要經過緊實過程,緊實后的型砂強度較大,因此對涂層高溫強度要求比消失模涂料涂料低,另一方面,實型鑄造一般都有冒口或出氣口,有利于排出白模汽化時產生的氣體。因此對其涂料的高溫透氣性要求也比消失模涂料低。在鑄造合金成分基本相同的前提下,實型鑄造用涂料一般選用耐火度較高的粉料或耐火度高的粉料占有較多的含量,同時所含粘結劑相應地也較多,以保證獲得較高的強度。



        耐火粉料,又稱耐火填料或耐火骨料。對耐火粉料的要求是有高的耐火度、適度的燒結點和細度、良好的高溫化學穩定性,不被金屬液及其氧化物潤濕,不與型砂起不良反應,不損害鑄件的化學成分及性能、熱膨脹系數小、導熱性良好、熱容量大、發氣量小。來源廣,對人體健康無害。


        1.石墨粉


        天然石墨有兩種形態:無定形石墨和鱗片石墨。無定形石墨呈黑色粉土狀,又稱土狀石墨,


        第4章消失模涂料及實型鑄造涂料·87.它的耐火度較低,且易燃燒,在500℃時即開始氧化,發氣量大;鱗片狀石墨呈銀灰色,有光澤,耐火度超過2000…(:,在大氣中不易燃燒,經長時間加熱才能引起氧化。石墨按其固定碳含量(質量分數)分為低碳石墨(c=50.00/0—79.0%)、中碳石墨(c二80.0%-93.0010)和高碳石墨(C二94.0%—99.0010)。對鑄造涂料用石墨的質量要求見表4-1。表4-1鑄造涂料用石墨的質量指標


        石墨粉一般用于鑄鐵涂料,不適用于鑄鋼,因它會導致鑄鋼件增碳。


        2.石英粉


        石英粉是白色透明粉狀物,由硅砂或石英巖破碎、研磨而成。它的主要成分是Si0:,熔點為1713…(:。當含有雜質時熔點要降低。雜質有K:o、Na:o、Mg0、Ca0、Fe20,等。對石英粉的性能要求如下:


        1)Si0,≥98 010。


        2)Ca0、Mg0、Na20、K20之和≤1.0%。


        3)燒損≤o.5%(1000 0C保持th)。


        4)耐火度≥1690℃。


        5)顆粒度:過200—270目篩。


        石英粉在鑄鋼涂料中應用廣。但石英熱膨脹系數大,尤其是在573℃時相變產生急劇膨脹,容易導致涂層開裂、剝落。此外,石英導熱率低,容易與鐵的氧化物反應生成低熔點物質,引起鑄件粘砂,石英粉塵在清砂過程中容易使工人得矽肺病,所以目前許多單位紛紛尋找其他耐火粉料代替石英粉。


        3.鋯石粉


        鋯石粉的主要礦物成分是硅酸鋯(Zr0:.Si0:或ZrSi0,)。純鋯石粉應含(質量分數)67.2%Zr0、、32.8 010 Si0:,實際上還含有Fe:o,、Ca0、Ti0:和Al:o,等雜質。Zr0:含量(質量分數)達不到67。2%。錯砂外觀為無色的錐形細顆粒,常存在于沿海的海砂中,與硅砂、金紅石、鈦鐵礦、獨居石、磷釔礦等伴生。純的鋯砂是從這種海砂中經過重選、磁選、電選等工藝精選出來,其出品率僅為干分之幾,所以錯砂價格較貴,我國鋯砂精礦中常含有少量獨居石。獨居石又名磷鈰鑭礦,化學式為(Ce、La)PO:,是一種稀土磷酸鹽,有放射性。其P:o,含量越高,獨居石的含量也會越多,其放射性強度也就越大。因此對鋯石粉的P:o,有一定限制。鋯石粉密度為4.6-4.7g/cm;,莫氏硬度7-8級,熔點為2430…(:,但它在1540℃時開始分解為Zr0:和Si0:,Si0:的熔點較低,因此鋯石粉的燒結溫度與熔化溫度之間有一個較寬的溫度區間,有利于獲得燒結涂層。加入Na:o、K:o、Mg0、Ca0、Zn0、B:o,、Mn0、Fe:o,、Ni0等氧化物也可以促進其燒結。鋯石粉中含有少量雜質(Fe:o,、Ca0等)時,其熔點將下降為2200℃,鋯石粉除有很高的耐火度外還具有高導熱性,熱膨脹小,在高溫下表現為中性和弱酸性,不與氧化鐵起化學反應等特性,有利于大型鑄鋼件防止粘砂,因而在生產大型鑄鋼件和合金鋼鑄件以及大型鑄鐵件時常用鋯石粉作耐火粉料。根據機械行業標準JB/T 9223-1999《鑄造用鋯砂》規定,鑄造用鋯砂按其化學成分分為四級,見表4-2。 



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