消失模铸造用涂料及配方20216.pdf

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1、 1 涂料成分为镁砂粉 3050、珠光粉 2040、云母粉 1530、硅溶胶 39、白 乳胶 15、聚丙烯酰胺 0.10.8、羧甲基纤维素钠 0.10.8、吸附剂 16、阻燃 剂 0.32 制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液，再与骨料及其他成分 混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，大大减少铸件 的孔隙率，并在铸型镁液界面间形成还原性保护气氛层，使镁合金表面形成保护膜，阻止 氧化进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合 金铸件.2 浇注时的负压度 浇注时施以负压可以帮助热解产物排出型外，有利于减少皱皮缺

2、陷，但应注意负压度不可过 低，否则容易引起渗透粘砂缺陷。浇注温度对球铁铸件皱皮缺陷的影响。一般说来，提高浇注温度，有利于热解产物气化，并排出型外，因而可减少皱皮缺陷。对于 高铬铸铁，其浇注温度高于，对于灰铸铁和球铁，其浇注温度大于，皱皮缺陷基本可以消除。2.浇注系统 顶注式浇注系统有利于减少表面皱皮缺陷，但容易引起内部炭黑夹杂。底注式浇注系统可以 实现金属液平稳上升，模样逐层气化，不会产生内部炭黑夹杂；但在铸件上表面往往会聚集 较多的热解产物，同时上部金属液温度最低，不利于热解产物气化，容易形成较严重的皱皮 缺陷。因此，必须在上部设置集渣冒口，设法将热解产物排出铸件之外。通常，较高的铸件 用阶

3、梯式浇注系统，这样既可以实现平稳充填，减少炭黑夹杂缺陷，又不容易出现皱皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用顶注式浇注系统 以上解答来自于罗通 博士的博文，仅供参考 涂料配方 下列仅供参考。1.铝矾土 90%，石英粉 10%，酚醛树脂 2%，白乳胶 2%，钙膨润土 3%，洗衣粉 0.1%，异丙醇 0.1%，适量的水 2.硅砂粉与铝矾土比例 2：3，（耐火材料100%），GM-1 树脂 2%，硅溶胶 3%，锂膨润 土 1%，CMC1.5%,平平如 0.3%，减水剂 0.5%，适量的水 3.铝矾土 60%，片状石墨 40%，硅溶胶 4%，粘结剂 4%，膨润土 1%氧化铁 3%，CMC3%,N 助剂

4、0.5%以上配方摘自于书本至于比例之和超过 100%我也处于迷惑不解中。望共同探讨。3 骨料 膨润土 乳白胶 CMC BY 水 100%2.7%3.5%2.5%2.5%适量 参考资料：消失模铸造工艺在大口径球铁管件 4.涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本,研制了水基消 失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有 3 种粒度分布。所有涂料用碾轮式混砂 机制成膏状涂料,在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料,配方为:石英粉 10 0%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%，树脂 3%,羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加物,其中石英粉要

5、求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工 艺性能,特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产 5.高锰钢件消失模醇基涂料的研制 失模铸造作为一种先进的铸造方法深受人们的重视,并应用到高锰钢件的生 产。目前,生产厂家所用涂料大都采用水基刚玉、锆英粉涂料或醇基镁砂粉涂 料。使用水基刚玉涂料成本偏高,且涂料性能也不理想。水基锆英粉涂料由于 锆英粉呈弱酸性,而高锰钢呈碱性,所以用其生产高锰钢件时,在铸件热节 部位或者是厚大铸 件往往产生严重粘砂 1 。以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘 结剂的醇基镁砂粉涂料,强度偏低,若为增加强度而增加 PVB 的使用量又造 成 PVB 发泡,铸件表面出现麻坑。因此

6、,为获得优质铸件,有必要开发新的 涂料以适应生产高锰钢件尤其是大型高锰钢件的需要。1 试验材料 1.1 耐火骨料 涂料所用耐火骨料为铁合金厂生产铬铁的副产品 铬铁渣,经破碎研磨成 粉状(料度 200 目)。因其 A l 2 O 3 含量超过 85%,C r 2 O 3 含量超过 10%,故称高铬刚玉。其熔点为 1 830 2 000 ,密度为 3.68g/cm 3,莫氏硬度为 9,热膨胀系数约为石英的一半,热导率为石英的 2 倍。高铬刚玉 属中性材料,不易与高锰钢液发生化学反应,且耐火度较高,能够抵御高温 金属液体的冲刷,其它性能皆有利于配制性能良好的涂料,同时成本较低,仅为刚玉粉、锆英粉价钱

7、的 1/3 左右。1.2 其它组分 醇基涂料粘结剂采用酚醛树脂,其耐热性好,价格 也 适当。PVB 既是悬浮剂又是粘结剂。PVB 与酚醛树脂混合使用可以提高涂层强 度 2 。二者在使用前均溶 于酒精中待用。悬浮剂选用锂基膨润土,可在酒 精溶剂 中形成醇溶胶。先用少量水引发,静置 24 h 后,变成膏 状,这时 加适量乙醇再用高速搅拌机分散制成膏状悬 浮剂。溶剂为工业乙醇,助剂采用微量表面活性剂、消泡 剂(正辛醇)等。为使涂 料层在落砂时易剥离、防粘砂,加入熔剂 Fe 2 O 3。2 涂料性能的测试方法 悬浮性系用静置法,在 100m l 量筒中测涂料静置 24 h 后的沉淀物所占体积 百分比。

8、透气性在 STZ 直接式透气性测定仪上测定(用透 气性标准度样)。涂料层干 态透气性的具体操作及计算 方法见文献 3 。涂层强度测定 4 是由粘度杯向涂有涂层的玻璃板 上落砂,直至擦破涂层 露出玻璃板为止,称出落砂总质 量,作为判断涂料层面强度的定量指标。高温抗裂性测定,是将 _ 50 mm 的水玻璃砂型试 样浸入涂料形成 2 mm 的 涂层,干燥后放入高温炉中,在 1 200 急热 2m in 取出观察涂层开裂的情 况。触变性是采用 NDJ-1 型旋转式粘度计测量涂料的表观粘度随时间的变化情况,即触变性曲线。涂料其它性能测试参照文献 3 进行。3 试验结果 3.1 最佳涂料配方的确定 悬浮性

9、、透气性和涂层强度是消失模涂料的基本性能。为此采用正交试验方法考 察涂料主要组成(酚醛树脂、PVB、膨润土及氧化铁粉)对其性能的影响,以确定出最佳涂料配方。正交试验采用 4 因素 3 水平(表 1),试验结果如 表 2。醇基涂料的配制工艺:锂基膨润土+助剂+PVB+酚醛树脂+耐火填 料+熔剂+适量 球磨球磨 工业酒精 30 60 m in+酒精.5 -0 m in 出料。根据各因 素对悬浮性、透气性和涂料强度的主次关系综合权衡,A 2 B 2 C 3 D 3 为最佳水平组合条件,即为最佳涂料配方。表 1 L 9(3 4)因素水平表(质量分数,%)表 2 正交试验结果 3.2 最佳涂料性能 确定

10、最佳配方后,再以此配方配制涂料,考察涂料的其它性能能否满足消失 模铸造的要求。(1)涂挂性 对不同结构的消失模采用刷、浸、喷、淋等涂敷方法在消失模表面 涂敷涂料,都能在表面上形成一层均匀的涂层,说明研制的涂料涂挂性较好。(2)触变性 要使消失模表面形成 一层均匀且具有一定厚度的涂料层,就要求 涂料应具有良好的触变性,使其同时具有一定的涂刷性和抗流淌性。图 1 为研 制涂料及文献涂料的触变性曲线,可见两种涂料的表观粘度在恒定的剪切速率 下随着剪切时间的延长而大幅度降低,但最佳涂料触变性曲线斜率大于文献涂 料 图 1 涂料触变特性曲线 触变性曲线的斜率,表明该涂料涂敷时的涂刷性和涂平性优于文献涂料

11、。触变性值计算时,将 10m in 的读数(S )与 30 s 时的读数(S)代入 下式计算 5 :最佳涂料触变性S=(S-S S)100/(63-21)100/63=66.6 文献涂料触变性=(S-S S)100/=(65-25)100/65=61.5 可见两种涂料触变性值均远大于涂料触变性应大于 20 的要求 6 。但仍可看 出最佳涂料触变性优于文献涂料的触变性值。(3)物化性能 将最佳涂料与文献 7 推荐的醇基镁砂粉涂料性能比较见表 3,可见其悬浮性、透气性、涂层强度均优于推荐涂料,证明新开发的涂料比较 优良。表 3 最佳涂料与文献 推荐涂料性能对比 3.3 生产验证 在锦州发电厂铸造分

12、厂进行批量生产验证。采用了刷涂、浸涂和淋涂方法,用 带有这种涂层的消失模浇注球磨机衬板,破碎机颚板及挖掘机半齿等高锰钢铸 件,最大件 270 kg,最大壁厚达 120mm。落砂后铸件表面光洁,平整,棱 角清晰,无粘砂,尺寸精度高。涂料烧结层呈片状脱落。4 结论(1)研制的高锰钢件消失模醇基涂料性能优良,成本低廉,浇注的铸件表面 质量好,光洁无粘砂,尺寸精度高。(2)涂料不仅适合于生产高锰钢铸件,也适合于生产碳钢件。.6.消失模铸造水基涂料的研制 摘 要:涂料 是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的 成本,研制了水基消失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有 3 种粒度分

13、布。所有涂料用碾轮式混砂机制成膏状涂料,在搅拌机中加入适量水 搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料,配方为:石英粉 100%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%,羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加 物,其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工艺性能,特别适用于球墨铸铁件的消失模铸造生产。关键词:消失模铸造;涂料;透气性;流变性 自从 1958 年消失模铸造诞生以来,消失模铸造引起了铸造界的广泛注 意,在铸铁件、铸铝件的生产上有一些应用。进入 80 年代,随着干砂消失模 铸造专利的失效,消失模铸造得到了迅猛的发展,国外开始建立了一大批生 产线,用于铸铝、铸铁件以及

14、铸钢件的批量生产。泡沫塑料模样、涂料、真空度、振动等均为消失模 铸造的关键技术,这些技术 对铸件的质量有重要的影响。其中涂料层的性状不仅影响模样的气化和气体的迁 移,而且和铸件表面质量、表面缺陷、铸件精度乃至 铸件内在质量等都密切相 关。除传统砂型铸造中要求 涂料有良好的悬浮性、适宜的密度、粘度和流变特 性 外,还要求涂料有适宜的透气性。现有消失模铸造涂 料一般以棕刚玉、锆 英粉、铝矾土等为耐火骨料,成本 较高。石英粉是最便宜的耐火填料之一,具 有较高的熔点(1 713 )和烧结温度(1 500 1 700 )1 。虽然 高温下,SiO 2 能与 FeO 发生反应,生成低熔点、低粘度化合物 F

15、eO SiO 2,易造成 铸件化学粘砂,但对于热作用不强的中、小铸钢件和铸铁件,石英粉耐 火涂料在普通砂型铸造中仍有一定的应用。文中在寻找一种适用于球墨铸铁件且 性能优良而价格低廉的涂料目的下,研究了以石英粉为耐火骨料的消失模铸造 水基涂料。1 试验材料及方法 1.1 试验材料 共用 3 种石英粉耐火骨料,其粒形均为多角形,粒 度集中在 0.075 mm 左 右,粒度分布见表 1。膨润土为 四川盐亭钠质膨润土,其吸蓝量为 39,使 用前两天,将 其调制成膨润土浆,并加入膨润土量 3%的 Na 2 CO 3。聚乙烯醇(PVA)使用前在沸水中熬煮成 10%胶体水溶 液。羧甲基纤维素钠(CMC)使用

16、前 24 h 配制成 5%的 水溶液。载体为自来水。表 1 石英粉的粒度分布%1.2 试验方法 文中拟定了表 2 中 5 种涂料,每种涂料均用 S460 型碾轮式混砂机制成膏 状,然后在自制搅拌机中加入 适量水搅拌成液体涂料,膏状涂料混制工艺如 下:表 2 涂料配方%用 30 mm 的带磨口量筒(刻度为 0 100 mm)测定涂料悬浮性,静 置时间为 24 h。涂料干强度测定为:从 1 000 mm 高处加铁丸冲击泡沫塑料 上的约 1 mm 厚的涂料壳层,以冲出白点为终止条件,涂料强度用铁丸质量 m 与涂料层的厚度 d 之比表示,其度量单位为 g/mm。用 STZ 型直读式透 气性测定仪测试涂

17、料在常温以及 400、700、1 000 下的透气性 2 。流变性的测定采用 NDJ-1 型旋转式粘度计,该粘度计共有 4 个转速,分别 为 6、12、30、60 r/min。测定时使用 3 号转子,并且涂料的温度 保持在(25 1)。涂料的静态剪切应力的测定用 U 型连通管 3 。2 试验结果与分析 2.1 涂料的强度与悬浮率 钠质膨润土和 CMC 作复合悬浮剂,涂料有优良的悬浮性。涂料 2 的悬浮率为 98%,而其余均为 100%。涂料 2 的干强度明显低于其余 4 种涂料,只有 其余 4 种的 60%左右(见表 3)。涂料 2 用水玻璃与白乳胶作粘结剂。白 乳胶(聚醋酸乙烯乳液)其 p

18、H 值为 4 6,呈弱酸性,而钠水玻璃有很 强的碱性,其 p H 值为 11 13,因此两者易发生化学反应。膏状涂料 2 在 搅拌机中搅拌时,涂料液表面有黑色的油状物质生成。即白乳胶与水玻璃发生 了化学反应,生成新物质(有待进一步确认其组成),降低有效粘结剂含量,涂料呈现出较低的干强度以及略低的悬浮率。涂料 1、3、4、5 均用无机 粘结剂和有机粘结剂相结合,有理想强度与悬浮率。表 3 涂料的悬浮率和强度 2.2 涂料的流变性 图 1 是涂料的流变曲线,5 种涂料均为有屈服值的假塑性流体。所有涂料用钠 质膨润土和 CMC 作悬浮剂,膨润土颗粒在高度分散状态下呈片状,片状颗粒 平面上一般带负电荷

19、,边棱部分带正电荷,正负电荷 相吸引,使膨润土颗 粒在溶液中形成立体网状结构;CMC 的主链上带有许多强极性的亲水基团,基团之间可借助于氢键、静电引力和范德华力相结合,从而 CMC 高分子链间形 成立体网状结构。在低剪切应力下这种结构只稍变形而不被破坏,这使得涂料 具有一定的屈服值 1,4 。图 1 涂料的流变曲线 从图 1 中还可看出,剪切应力 的增长小于剪切速率 的增长,涂料的表 观粘度(=/)随剪切速率的增长而减少。即涂料受到的搅拌 速度或 涂刷速度增高,则表观粘度降低,涂料具有“剪切变稀”特性。涂料 1、3、5 比涂料 2、4 的膨润土含量高,涂料内形成的立体网状结 构更牢固,剪切变稀

20、作用更强,涂挂涂料时,涂料的粘度下降快,涂刷手 感好。涂挂结束后剪切速率趋于零,由于剪切稀释作用表观粘度大幅度增加;同时涂料中的立体网状结构逐渐恢复也使表观粘度增加,两方面同时作用,使得涂料 1、3、5 有更好的滴淌性。涂挂后,泡沫塑料模样的垂直表面以 及下表面的涂料可以不滴淌或只有少量滴淌,可以保证模样的所有表面涂料层 厚度均匀。2.3 涂料的透气性 涂料的透气性 K 如图 2 所示。涂料 5 的透气性明显高于涂料 1 4,其常 温透气性达 3.76 cm 4 g-1 min-1。涂料 1 4 的透气性基本上一 致,其常温透气性均在 0.4 0.7 cm 4 -1 g min-1 之间。尽管

21、涂 料透气性相差较大,但均先随温度 t 升高而降低,在 400 或 700 时 达最低点,然后再随温度的升高而增加。图 2 涂料的透气性 涂料的透气性先随温度的升高而降低,然后再随 温度的升高而升高,这主要 由以下几方面的作用共同作用的结果。第一,随温度的升高石英粉由于热膨胀 和相变导致其体积增加。300 1 100 时,石英粉的热膨胀系数为 3 10-5。石英粉在 573 发生-石英-石英相变,其线膨胀率为 4.5 10-3。此外,石 -磷石英、英粉还会发生-磷石英、-磷石 英以及-方石英、-方石英之间的相变,这些相变都会导致石英粉的 体积膨胀 5。耐火骨料体积膨胀后,骨料排列更紧密,骨 料

22、间的孔隙减少,涂料的透气性下降。第二,温度升高空气中气体分子的热运动加剧,空气的粘 度增加,通过涂料层的孔隙的阻力增大,使得涂料的透气性下降。第三,在 高温下,涂料中的有机物会发生分解,产生的气体排出涂料层后,涂料的孔 隙增加,透气性也随之升高。在中温阶段(400 700 ),第一、第二两种 因素起作主导作用,涂料的透气性表现为随温度升高而下降;在高温阶段(1 000 ),第三种因素起主导作用,导致涂料的透气性随温度的升高而升高。涂料 3 与涂料 4 的差别在于含有的无机粘结剂不同,涂料 3 含有 4%的膨 润土用作无机粘结剂与悬浮剂,而涂料 4 只含有 1.5%的膨润土作悬浮剂,无机粘结剂用

23、水玻璃。由于膨润土粉充填于耐火骨料之间,骨料间的孔隙通道 截面积减少,这样涂料 3 的透气性比涂料 4 低。涂料 1 与涂料 5 组成上唯一差别在于耐火骨料的粒度分布不同,石英粉 1 的粒度分布较分散,而石英粉 3 的粒度相对集中。粒度集中的石英粉 3 组成 的涂料 5 的骨料之间的孔隙较大,透气性也较高,涂料 1 由于石英粉的粒 度分布分散,耐火骨料排列致密,骨料间孔 隙小,其常温至 1 000 的透 气性均低于 1.0 cm 4 -1 min-1。涂料 2、3、4 的耐火骨料石英 粉 2 的分布也比较分散,尽管它们的粘结剂组成不同,但透气性与涂料 1 几乎一致,这说明耐火骨料的粒度分布是决

24、定涂料透气性高低的关键性因素。涂料透气性低于 2.5 cm 4 -1 g min-1,生产出的铸件会存在冷隔、缺肉、气孔等常规铸造缺陷,以及铸钢件表面增碳、铸铁件表面皱皮等消 失模 特有铸造缺陷。透气性很低的涂料在消失模铸造生产过程中,泡沫塑料气化所 产生的大量气体不能及时通过涂料层排出铸型,易造成金属液从浇口处反喷,这相当危险!透气性高于 6.0 cm 4 g-1 min-1,又会造成严重的机 械粘砂,合适的涂料透气性范围是 2.5 6.0 cm 4 -1 g min-1 6。所以只有涂料 5 的透气性能满足消失模铸造生产要求。2.4 生产浇注试验 涂料 1 4 的透气性太低,无法满足消失模

25、铸造技术要求,涂料 5 有优良 的透气性、流变性等,因此选用涂料 5 对贝氏体球墨铸铁磨球和衬板进行浇注 试验。磨球的规格为 40、60、100 三种,采用立式串铸工艺。衬板为 1.83 m 水泥磨机衬板。聚苯乙烯泡沫塑料模样(EPS)密度为 0.019 6 g/cm 3,模样上涂挂 1 mm 左右厚的涂料,在(55 5)温度下烘 2 4 h。浇 注时真空度为 0.04 0.06 MPa,浇注过程中无反喷以及塌箱。浇出的磨球 和衬板全都成形良好、表面光洁,无任何浇不足、冷隔,内部致密,无缩松、缩孔等。涂料 5 能很好的浸润泡沫塑料,涂挂性良好,其强度、透气性等完 全满足干砂消失模铸造生产,特别

26、适合球墨铸铁的生产。3 结论 1)涂料 5 有优良的性能,适合于球墨铸铁的消失模铸造生产。其配方为:石 英粉 100%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%,浓度为 5%的羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加物。2)耐火骨料的粒度分布是影响涂料透气性的关键性因素,粒度分布越集中的 涂料其透气性也越高,反之亦然。3)涂料的透气性随温度的变化而变化,先随温度的升高而下降,然后再随温 度的升高而升高。4)膨润土含量较高(4%)的涂料,其流变曲线平缓,工 艺性能好。7.最佳答案 涂料成分为镁砂粉 3050、珠光粉 2040、云母粉 1530、硅溶胶 39、白乳 胶 15、聚丙烯酰胺 0.10.8、

27、羧甲基纤维素钠 0.10.8、吸附剂 16、阻燃剂 0.32 制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液，再与骨料及其他成分 混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，大大减少铸件 的孔隙率，并在铸型镁液界面间形成还原性保护气氛层，使镁合金表面形成保护膜，阻止 氧化进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合 金铸件。8.1.浇注时的负压度 浇注时施以负压可以帮助热解产物排出型外，有利于减少皱皮缺陷，但应注意负压度不可过 低，否则容易引起渗透粘砂缺陷。浇注温度对球铁铸件皱皮缺陷的影响。一般说来，提高浇注温度，有利于热解

28、产物气化，并排出型外，因而可减少皱皮缺陷。对于 高铬铸铁，其浇注温度高于，对于灰铸铁和球铁，其浇注温度大于，皱皮缺陷基本可以消除。2.浇注系统 顶注式浇注系统有利于减少表面皱皮缺陷，但容易引起内部炭黑夹杂。底注式浇注系统可以 实现金属液平稳上升，模样逐层气化，不会产生内部炭黑夹杂；但在铸件上表面往往会聚集 较多的热解产物，同时上部金属液温度最低，不利于热解产物气化，容易形成较严重的皱皮 缺陷。因此，必须在上部设置集渣冒口，设法将热解产物排出铸件之外。通常，较高的铸件 用阶梯式浇注系统，这样既可以实现平稳充填，减少炭黑夹杂缺陷，又不容易出现皱皮缺陷。只有高度不大的小件才可以采用顶注式浇注系统 以

29、上解答来自于罗通博士的博文，仅供参考 涂料配方 下列仅供参考。1.铝矾土 90%，石英粉 10%，酚醛树脂 2%，白乳胶 2%，钙膨润土 3%，洗衣粉 0.1%，异丙醇 0.1%，适量的水 2.硅砂粉与铝矾土比例 2：3，（耐火材料 100%），GM-1 树脂 2%，硅溶胶 3%，锂膨润土 1%，CMC1.5%,平平如 0.3%，减水剂 0.5%，适量的水 3.铝矾土 60%，片状石墨 40%，硅溶胶 4%，粘结剂 4%，膨润土 1%氧化铁 3%，CMC3%,N 助剂 0.5%以上配方摘自于书本至于比例之和超过 100%我也处于迷惑不解中。望共同探讨 9.铸造用改良消失模水基涂料 本发明目的实

30、现，主要改进是通过在消失模涂料组成中引入有机短纤维，从而使涂料在浇注 受热状态，先于消失模气化，从而在涂料层上留出众多排气气孔，为滞后气化的消失模排气 留出通道，这样在保证涂料原有性能前提下，克服了涂料浇注时透气差造成的缺陷。具体说，本发明消失模用水基涂料，包括有耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，其特征在于所述涂料中还有 0.11.0%WT(按耐火骨料计)的有机短纤维。本发明在涂料中加入有机短纤维，因其气化温度低，可以先于消失模气化，从而在涂料层上 留下大量贯通蜂孔，有利于消失模气化后气体排出，而又不会造成涂料本身孔隙大带来粘砂。有机短纤维加入量低于 0.1%，因加入量过少则气化成孔效果不明显；加入量

31、过大，又会给 涂料的流平性带来不良影响，这也是不希望的，经试验本发明有机短纤维加入量以 0.1 1.0%较为恰当，但不是精确极值，小范围适当偏离并不会造成损害性缺陷。本发明有 机短 纤维加入量较好为 0.30.5%，可以获得较理想的透气率，涂料的流平性又好。本发明涂料，可以根据不同的消失模铸造要求选择相应的耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，这对 于技术人员来说是公知的，有机短纤维加入与原涂料组成具有很好的相容性，不会改变原涂 料的性质和使用性能，因此能与已知任何消失模涂料混配，同样能达到前述目的。为有利于 提高消失模低温早期强度，使在装箱入砂、搬运过程中，涂料不易脱落和开裂，较好是在粘 结剂中加进聚乙

32、烯醇(PVA)例如 0.61.2%，粘结剂中较好采用膨润土和羧甲基纤维素，例 如 16%的膨润土和 0.20.8%的羧甲基纤维素，它们不仅具有粘结作用，而且还具有较 高的穿透性，流平性，从而使涂料的附着能力和强度更高。耐火骨料优选采用 6070%的 石英砂和 3040%的铝矾土，两者配合，不仅具有成本低，而且结壳性和耐高温性好。所 述耐火骨料，其粒度较好采用 100200 目，这样组成的涂料表面光洁不易粘砂，有利于提 高铸件表面质量，其中更好一种方案为铝矾土采用 150200 目。本发明由于在消失模涂料中引入有机短纤维，因其气化温度(约 155160、)低于消失模 白模的汽化温度，因而在浇注过

33、程中，涂料层中的有机短纤维先行气化，从而在厚的涂料层 上留下大量惯通的蜂孔微气孔，透气率可较冷态提高 1 倍以上，这样消失模气化产生的大 量气体则可通过涂层上大量微细蜂孔气孔排出，从而有效避免了因涂料透气性不够带来的铸 造缺陷，在涂刷制模时，又不会因涂料本身孔隙高率，而形成粘砂。此外，涂料中加入短纤 维后还可使涂料在干燥时因短纤维的相互搭接而不易开 裂，又有效防止了制模时的开裂现 象。用本发明涂料铸造的产品，具有表面光洁，内部组织致密，无气孔，正品率高。以下结合一个具体实施例，进一步说明本发明。具体实施方式 实施例 1：铸铁件用消失模涂料，由 70%(WT，下同)100200 目的石英砂颗粒和

34、 30%的 150200 目铝矾土作骨料，外加(以耐火骨料计，下同)0.81.2%聚乙烯醇(PVA)，25%活化膨润土，0.30.6%羧甲基纤维素(CMC)，0.30.5%有机短纤维，适量水组成。将活化润土用 1：6 的水调成浆，放置 2430 小时备用；CMC 以 1：30 的水浸泡 816 小时备用；PVA 用 1：10 的开水溶解搅拌均匀；将耐火骨料、有机短纤维放在搅拌机内干混均匀，再加入上述三 种液体搅拌混合均匀。所得涂料 pH 值在 69 之间，100ml 涂料在 12 小时内的悬浮性100%，粘度 2040，涂 层厚 12.5mm，密度(波美度)6075，纤维素气化后，透气性 45

35、80ml/mm2s，为未 加有机短纤维的 2 倍以上，自干性好，自干后涂层不开裂，涂挂时具有良好的流平性和不 流淌性。实施例2：碳钢件用消失模涂料，150200 目铝矾土100%，外加(以耐火骨料计，下同)0.81.2%聚 乙烯醇，1.52.5%活化膨润土，0.150.3%CMC，0.30.5%有机短纤维，适量水组成。方法同上。实施例 3：铸铜件用消失模涂料，150200 目铝矾土 70%，150250 目氧化铝 30%，外 加(以耐火骨料计，下同)0.60.8%聚乙烯醇，1.52.5%活化膨润土，0.10.2%CMC，0.3 0.5%有机短纤维，适量水组成。方法同上。10.涂料是消失模铸造最

36、关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本,研制了水基 消失模涂料。文中 采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有 3 种粒度分布。所有涂料用碾轮式混 砂机制成膏状涂料,在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料,配方为:石英粉 10 0%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%，树脂 3%,羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加物,其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工 艺性能,特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产 11.一种消失模专用水基涂料的生产方法 摘要 一种消失模专用水基涂料的生产方法，其组成成分为：土状石墨粉、鳞片状石墨粉、膨 润土、羟甲基

37、纤维、乳白胶、玉米淀粉、糊精、by 粘结剂。成分比例为：土状石墨粉 50、鳞 片状石墨粉 50、膨润土 5-10、羟甲基纤维 3-5、乳白胶 1.5-3、玉米淀粉 3-5、糊精 3-5、by 粘结剂 2-3。它解决了目前常用的消失模涂料容易导致铸件容易变形、开裂、脱层，表面粘沙、不光洁，而且粘沙难以清除，影响铸件质量的问题，适应于在消失模铸造生产中使用 12.配方 目数：68、1020、4070、200 及以下；比例：分别为 30、20、30、20。13.提高中频炉炉衬寿命的筑炉工艺-总结：一 前言：中频无芯感应炉炉衬的高温性能主要取决于所用耐火材料的物理、化学 性能及矿物组成，在原辅材料选定

38、的前提下，烧结工艺是使炉衬获得良好显微组织结构以充 分发挥其耐高温性能的的关键工序。炉衬烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配 比、烧结工艺和烧结温度等因素有关。我厂通过二十多年的不断摸索和生产试验，总结出了 合理的筑炉打结工艺和烘烤烧结工艺，使炉龄大幅度上升，2T 中频炉干式打结炉衬的炉龄（经一次中修）高达 1157 炉次，取得了显著的经济效益。二 筑炉工艺：3.1 筑炉时去掉云母纸。3.2 对筑炉用水晶石英砂进行如下处理：3.2.1 手选：主要去除块 状物及其它杂质；3.2.2 磁选：必须完全去除磁性杂质；3.2.3 干式捣打料：必须进行缓慢烘干处理，烘干温度为 200300，保温

39、4 小时以上。3.3 粘结剂的选用：用硼酐(B2O3)代替硼酸（H3BO3）作粘结剂，加入量为 1.1%1.5%。3.4 筑炉材料的选用及配比：3.4.1 筑炉材料的选用：应注意，不是所有 SiO299%的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重 要的是石英晶粒大小，晶粒越粗大，晶格缺陷越少越好，（如水晶石英砂 SiO2 纯度高，外 表洁白、透明。）炉子容量越大，对晶粒的要求越高。3.4.2 配比：炉衬用石英砂配比：68 目 10%15%，1020 目 25%30%，2040 目 25%30%，270 目 25%30%。3.5 炉衬的打结：炉衬打结质量好坏直接关系到烧结质量。打结时砂粒粒度分布均匀不会

40、产 生偏析，打结后的砂层致密度高，烧结后产生裂纹的几率下降，有利于提高感应炉炉衬使用 寿命。3.5.1 干式打结炉衬（以 2t 中频无芯感应炉为例）：线圈绝缘胶泥的应用：2t 中频无芯感应 炉的感应圈涂覆有绝缘胶泥层。与感应路通常使用的绝缘材料云母、玻璃丝布等相比，使用 线圈绝缘胶泥有如下好处:第一，烘干后，厚度为 815mm的线圈绝缘胶泥层具有良好的绝 缘性能，完全可代替云母和玻璃丝布，充当线圈和炉衬之间的绝缘保护层；胶泥材料的导热 系数较高，不必担心相对较厚的胶泥层会影响热面炉衬的三层结。第二，胶泥 层位于线圈和保温层之间，正常情况下，环境温度很低（300，偶尔有金属 液接近其表面时胶泥层

41、会释放出少量残余的水分，使绝缘电阻降低，系统提供早期报警。第三，利用胶泥本身高于 1800的耐火度，当偶尔有金属液渗漏到其表面时，胶泥能给线 圈提供一层保护屏障，当出现报警时，胶泥层可提供一定的事故处理时间。第四，对带有底顶出式的炉子而言，将胶泥制作成带有锥度的形状，避免了炉衬与线圈的摩 擦，同时利用其强度对线圈进行固定，避免了线圈在使用和建、拆炉过程中的变形，延长了 线圈的使用寿命。第五，线圈与胶泥层作为炉子的耐火衬，虽一次性费用高，施工周期长，但其使用寿命可以 与线圈相同，也可进行局部修补，因此就整体而言降低了筑炉成本。干式打结炉衬前，首 先在炉子线圈绝缘层内铺设一层石棉板和一层玻璃丝布，

42、铺设时除手工平整压实各层材料 外，还要用弹簧圈上下绷紧，捣固石英砂时，自上而下逐个移动弹簧圈，直至炉衬打结完毕。3.5.2 打结炉底：炉底厚约 280mm，分四次填砂，人工打结时防止各处密度不均，烘烤与烧 结后的炉衬不致密。因此，必须严格控制加料厚度，一般填砂厚度不大于 100mm/每次，炉 壁控制在 60mm 以内，多人分班操作，每班 46 人，每次打结 30 分钟换人，围绕炉子缓 慢旋转换位，用力均匀，以免造成密度不均。炉底打结达到所需高度时刮平，即可放置坩 埚模。对此，应注意保证坩埚模与感应圈同心，上下调整垂直，模样尽量与所筑炉底紧密结 合，调整周边间隙相等后用三个木楔卡紧，中间吊重物压

43、上，避免炉壁打结时石英砂产生位 移。3.5.3 打结炉壁：炉衬厚度为 110-120mm，分批加入干式打结料，布料均匀，填料厚度不大 于 60 mm，打结 15 分钟（人工打结），直至与感应圈上缘平齐。在打结完后坩埚模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用。3.6 烘烤与烧结规范：为获得炉衬的三层结构，烘烤和烧结工艺大致分为三个阶段：3.6.1 烘烤阶段：分别以 25/h、50/h 的速度将坩埚模加热至600，保温 4h，目的是彻 底排除炉衬中的水分。3.6.2 半烧结阶段：以 50/h 升温至 900，保温 3h，以 100/h 升温至 1200，保温 3h，必须控制升温速度，防止产生裂纹。3.

44、6.3 完全烧结阶段：高温烧结时，坩埚的烧结结构是提高其使用寿命的基础。烧结温度不 同，烧结层厚度不足，使用寿命明显降低。2T 中频炉在烘烤过程中加入了约 950 公斤铁料 增强感应圈加热作用，随着烘烤与烧结的持续进行，通过低功率送电产生较为平稳的电磁力 搅拌铁水，是炉衬上下受热均匀。严格控制石英砂三个相变区的温度，促进石英砂相变充分，提高了炉衬的首次烧结强度。烧结温度升高到 1620后保温 30 分钟使其完全烧结。注意:第一次倾倒铁水是整炉的三分之一，第二次是整炉的一半。第三次才能全部倒完。千万不可 第一次全部出炉！三小结 对于中、工频炉炉衬的寿命，除保证获得完整合理的三层炉衬外，还应注意平

45、时 的操作，筑炉是选用优质干净的筑炉材料，合理配比，精心打结，科学烘烤与烧结规范，严 格操作工艺，即可延长炉子使用寿命。14.以凸轮轴为例，配置了性能优良的水基消失模铸造涂料，配方采用铝矾土 90（质量 分数，下同），石英粉10，钠基膨润土34，水玻璃2 54，白乳胶2 5 4、CMC025-05，其他适量。此配方适合在凸轮轴消失模铸造生产中使用，具有 良好的触变性和透气性，且具有高的表面强度和抗弯强度。15.涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本,研制了水基 消失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有 3 种粒度分布。所有涂料用碾轮式混 砂机制成膏状涂料,在搅

46、拌机中加入适量水搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料,配方为:石英粉 10 0%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%，树脂3%,羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加物,其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工 艺性能,特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产 16.wx25789-0082-0007 一种用于消失模铸造铸铁的粉末状涂料 摘要 本发明公开了一种粉末状消失模铸造铸铁专用涂料，该粉末涂料的组成为 180 目至 200 目的耐火材料为 6070，悬浮剂 2.03.0，粘结剂 1.52.5，有机硅消泡剂 0.30.6，防腐剂 0.010.03，余量为 18

47、0 目至 200 目的云母粉。制备时将各种粉末状物质按所需比例称 取，依次放入粉末搅拌机中低速搅拌 2040 分钟，然后出料包装。本涂料使用时按粉水比为 1 1.11.4 的比例称取适量的水放入搅拌容器。开启搅拌容器后，分批量加入称取好的粉末涂料。本涂料制备成浆料后使用，具有悬浮性好、强度高、涂层均匀、触变性好、流平性好、表面光洁、无泡、无裂纹等优点。用户可以浸涂、挂涂、刷涂，涂料粘度变化视用户需要而定，不同的粘度 可以得到不同的涂层厚度。17.涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本，研制了水基 消失模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料，石英粉共有,种粒度分布。所有涂料用

48、碾轮式混 砂机制成膏状涂料，在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂料，然后测其性能。研制出的涂料，配方为：石英粉 100%，膨润土 4%，白乳胶 2.5%，羧甲基纤维素钠（CMC）0.5%，以及 其它附加物，其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工艺性能，特 别适用于球墨铸铁件的消失模铸造生产。18.涂料是消失模铸造最关键的辅助材料之一。为降低消失模铸造涂料的成本,研制了水基消失 模涂料。文中采用石英粉为耐火骨料,石英粉共有 3 种粒度分布。所有涂料用碾轮式混砂机 制成膏状涂料,在搅拌机中加入适量水搅拌成液体涂料,然后测其性能。研制出的涂料,配 方为:石英粉 10 0%,膨润土 4%,白乳胶 2.5%，树脂 3%,羧甲基纤维素钠(CMC)0.5%,以及其它附加物,其中石英粉要求粒度分布相对集中。该涂料成本低且具有优良的工艺性 能,特别适用于铸钢，球墨铸铁件的消失模铸造生产