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                          消失模涂料铸铁综述工艺方法
                          消失模涂料铸铁综述工艺方法

                            失模铸造是铸造行业的新兴铸造工艺方法,消失模铸造件成败的关键技术之一就是消失模的涂料,本论文对于消失模涂料的历史、现状和未来发展趋势等方面进行了综述。


                          消失模涂料铸铁综述工艺方法


                            年来消失模工艺是铸造业一种新兴的铸造工艺方法,其过程方法为:将铸件相似尺寸的模型上涂刷一层耐火层,待烘干成形后与石英砂一起造型,最后浇筑金属液体,过程中高温使模型气化,金属液体凝固后得到所需要的铸件[1-3]。

                            由于精度高、成本低、易设计、工艺简单、污染小、效率高等优点,消失模铸造的应用越来越广泛,受到国内外的关注。消失模涂料是消失模铸造中的一种关键因素,它是涂覆在模型表面的一直特殊涂料。消失模铸造的技术发展和革新主要受制于消失模涂料的发展和创新,可以说,只有消失模涂料的发展才能带来消失模铸造的发展。本论文主要从消失模涂料的历史、现状和未来发展趋势等介绍消失模涂料。1消失模涂料的简介消失模涂料一般由骨料、粘结剂、悬浮剂、载液、添加剂等原料分散混合而成[4-5]。骨料是消失模涂料的主要成分,对涂料的强度、通气性等方面影响很大,但也会导致铸造过程产生气孔、夹渣等缺陷。一般通过铸件的金属类型、大小、温度、外形等综合因素,选择合适的骨料。常见的骨料有硅砂、刚玉、滑石、石英、石墨等,可以是单一骨料,也可以是多种骨料混合;粘结剂一般有无机和有机两种,可以增加涂料的强度,增加附着力;悬浮剂在料中的作用,主要是防止涂料结块、聚集、沉降等,增加粘度、触变性、涂覆性等特性;载液作为涂料的分散介质,一般为水基或醇基,合理选择载液可以提高铸件的表面质量;对需要一些特定的性能的涂料,需要有针对性的添加一些添加剂,比如表面活性剂、消泡剂、防腐剂等等。消失模涂料涂覆在模型上,在消失模铸造工艺中起到支撑、转热、传质、控制金属流动性、影响表面质量等作用。主要作用如下:(1)增加模型的强度和刚度,减少形变。



                            (2)起到保护金属液作用,防止流入型砂中;(3)高透气性保证消失模分解产物逸出;(4)良好的剥离性。2消失模涂料国内外研究状况2.1国内研究现状上世纪八九十年代,我对消失模铸造的研究,从起初的模型的设计、制造、装配等,过渡到对涂料性能的研究[6]。已经应用的涂料配方,大多价格昂贵、成本过高,涂料质量也不佳。随着不少针对消模涂料的原料骨料、混合工艺、透气性的研究,此外还有悬浮剂、粘结剂等助剂方面的研究,消失模涂料的发展已有长足进步。目前,国内生产的涂料质量还不成熟,要大规模国产化还有一些技术需要攻克。随着,国内生产对消失模涂料的需求增加,人力和物力的大量投入,涂料的国产化相信指日可。2.2国外发展现状在国外,消失模涂料应用和研发都较早,目前已有不少专利产品[7-8]。例如,英国的FosecoMORNAL公司拥有成熟的styromol系列涂料,该系列产品体现出优良的保温、透气、耐火等性能。英国FosecoMORNAL将少量冰晶石(Na3AlF6)加入涂料中,铸造高温下生产NaF、AlF3等,可以吸附铸造过程中产生的碳,从而消除缺陷,提高铸件质量。日本的消失模涂料也比较成熟,将5%~8%的氧化性物质等势消失模涂料是消失模铸造工艺的关键,涂料的发展才能推进消失模铸造的发展[9]。为符合铸造环保、节能、可持续化的发展方向,消失模涂料的研发向着绿色环保、多元化等方向发展。主要的发展方向有以下几个:3.1发展水基(快干)涂料当前,醇基涂料目前应用广泛,但醇基涂料价格昂贵,易燃易爆,对环境污染大,且不易运输和贮存。与醇基涂料相比,水基涂料成本低廉,也没有运输和贮存方面的缺陷,在环保方面也具有优势,因此发展水基涂料来替代醇基涂料是未来涂料的热门方向,目前也取得了较大的进步[10]。

                            3.2开发湿型砂涂料目前造型与制芯都是湿型砂,其中煤粉砂是一种应用广泛的湿型砂涂料,但煤粉砂的透气性差,影响铸件质量,对环境也造成影响。开发和研究一种替代方案是,消失模涂料研发的当务之急[11]。



                            3.3发展功能涂料铸造涂料对铸件的作用已经不言而喻,涂料需要能够对应各种金属铸件工艺的需求,但是对于一些特定的铸件,需要在涂料中加入一些特殊物质,以赋予涂料一些特殊的性能,满足铸造工艺的需求[12]。目前这方面的研究已经十分广泛,例如:表面合金化涂料,在涂料中加入Td、Sn或Zn等元素,可以增加铸件中珠光体的含量,在涂料中加入Bi、Te或Cr等一些金属元素,可以增加铸件的耐磨性[13];绝缘涂料,是通过设计涂料的成分含量,从而降低导热率,从而提高铸造零件的凝固时间,提高质量;防渗碳渗硫涂料,是将一些氧化物加入到涂料中,提高铸件烧结和氧化性能,比如氧化钙可以提高烧结和脱硫的效果,实现防渗碳渗硫的功能[14]。



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