铸造用涂料.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,#,报告人：曹凌广,铸造用涂料,1,2,一,.,涂料的作用,二,.,涂料的性能,三,.,涂料的基本组成,四,.,涂料的涂敷方法,2,2025/7/23 周三,一,.,涂料的作用,1.,改善铸件表面质量,2.,减少砂型铸造时不用涂料易产生的许多缺陷倾向,3.,改善铸件局部的表面性能和表层内在质量,3,2025/7/23 周三,1.,改善铸件表面质量,砂型与砂芯是微孔,多孔隙体系，涂敷涂料后，既填塞了砂型和砂芯表面空隙，也在铸型和金属液间建立了一道有效的耐火屏障，可以避免铸件产生机械粘砂、化学粘砂和表面粗糙。,无涂料铸件表面粗糙度,11-12,级,(R,25-50,m,）,使用涂料铸件表面粗糙度,8-9,级,(R,3.2-6.3,m,）,4,2025/7/23 周三,砂型涂涂料对比,5,2025/7/23 周三,2.,减少砂型铸造时不用涂料易产生的许多缺陷倾向,1.,使用涂料后可减少砂型或砂芯因表面开裂而导致铸件出现的毛刺,2.,降低因砂型（芯）表面强度不够易产生的冲砂、掉砂、砂眼,3.,减少因采用树脂砂易使铸件出现增碳、增硫、增磷以及因氮引起的皮下气孔,6,2025/7/23 周三,3.,改善铸件局部的表面性能和表层内在质量,1.,在砂型、砂芯表面涂敷含铋和碲的涂料，可消除铸铁件的局部缩松,2.,加入硅铁粉可防止铸铁件表层局部出现白口,3.,加入一定的合金碳化物粉末（,WC,、,TiC,、,Cr,3,C,2,、,SiC,、,B,4,C,）等或一些相关铁合金（,Cr-Fe,、,W-Fe,、,Mo-Fe,、,Mn-Fe,）粉末，通过渗入或扩散使铸铁件表层具有某些特殊性能，提高抗磨、耐蚀和耐热等性能，且具有一定的表面合金化作用。,7,2025/7/23 周三,铸造涂料的功能和作用,功能,作用,在金属液,涂层界面不起化学反应,2FeO+SiO,2,=Fe,2,SiO,4,防化学粘砂,涂层在高温下不剥离,防铸件夹涂料,耐火度高，涂层有适度的渗透,防机械粘砂,热分解的气体量少，含氮量低,防气孔类（侵入性气孔和皮下气孔）缺陷,能吸收、屏蔽来自呋喃树脂砂铸型（芯）的含硫、碳等气体,防球墨铸铁的球墨变异，铸件夹渣（杂），特殊钢渗硫裂纹，不锈钢增碳缺陷等,涂层光滑致密，热稳定性好,降低铸件表面粗糙度,加固铸型（芯），涂层强度高,减少铸件冲砂缺陷,具有绝热、导温、润滑、焓变和化学冷铁等作用,保护金属型并控制铸件的凝固过程,强化金属,涂料,铸型（芯）间的相互作用,改善铸件表面性能和内部质量,8,2025/7/23 周三,铸造涂料的功能和作用,9,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,优质,涂料,悬浮性,再搅匀性,覆盖,能力,耐火度,低发气性,涂刷性,曝热抗裂性,贮存性,粘结,强度,粘度,10,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,1.,悬浮性,2.,粘度,3.,曝热抗裂性,11,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,1.,悬浮性,悬浮性是指使固体物分散并使之悬浮在载液中的能力,水基,静置,24h,悬浮性,93%,醇基,静置,24h,悬浮性,90%,12,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,2.,粘度,粘度即涂料本身粘性的大小，指涂料受力时形变和流动的性质,粘度直接关系到涂料的涂敷和覆盖能力的好坏，影响涂料的,涂刷性,和,流平性,影响粘度的因素有,涂料粉末密度、载液属性,13,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,3.,曝热抗裂性,曝热抗裂性指涂层抵抗高温激热产生的裂纹和剥离的能力,曝热抗裂性一般按无裂纹、微细裂纹、中等裂纹以及严重裂纹（包括剥落）的状况分为四个等级：记作,、,、,、,级,14,2025/7/23 周三,二,.,优质涂料所具备的性能,曝热抗裂性等级评定：,级：表面光滑无裂纹，或只有极少细微的裂纹。涂层与基体试样间无剥离现象,级：表面有树枝状或网状细小裂纹裂纹宽度小于,0.5mm,，涂层与基体试样间无剥离现象,级：表面有树枝状或网状裂纹，裂纹宽度小于,1mm,，裂纹较深，沿横向（水平圆周方向）或纵向无贯通性裂纹。涂层与基体试样间无明显剥离现象,级：表面有树枝状或网状裂纹，裂纹宽度大于,1mm,，横向或纵向有贯通性裂纹。涂层与基体试样间有剥离现象,15,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,铸造用涂料通常由耐火粉料，载液，悬浮剂，粘结剂及其他有用添加剂组成，加有粘结剂、悬浮剂的载液一般属于胶体范围,16,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,1.,耐火粉料,2.,载液,3.,悬浮剂,4.,粘结剂,5.,其他添加剂,17,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,1.,耐火粉料,耐火粉料为涂料主要成分，质量分数占,50%,以上,其成分为耐 火材料粉碎而成的细末,国外将耐火粉料称之为,耐火填料,或是,基料,18,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,石墨涂料,成分：土状石墨与鳞片石墨按,8:2,或,7:3,混合使用,除了石墨涂料外，还有采用长石粉、玻璃粉、铝钒土、滑石粉与石墨粉混制的复合耐火粉料,石墨涂料,主要用于,铸铁件,用于,铸钢件,涂料最好的是,锆石粉,（锰钢除外），其也有一定的缺点就是锆石粉密度大，悬浮性差，价格高昂,19,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,涂料按耐火材料分类：,代号,SM,HS,SY,LF,GY,GS,MS,MG,GK,耐火粉料,石墨粉,滑石粉,石英粉,铝矾土粉,刚玉粉,锆石粉,镁砂粉,镁橄榄石粉,铬铁矿粉,20,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,涂料的分类牌号是根据耐火粉料以及物理状态分类的：,耐火粉料分类代号,物理状态分类代号,载体分类代号,21,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,举例：,水基膏状锆石粉涂料：,SG-GS,有机溶剂浆状石墨涂料：,YJ-SM,22,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,耐火粉料对涂料性能的影响,项目,对涂料性能的影响,项目,对涂料性能的影响,粉料的粒度和粒形,悬浮性、强度、涂层开裂性、透气性等,热导率,绝热性和导热性等,耐火度,抗粘砂性等,原材料的来源及价格,成本及性能稳定性,密度,悬浮性、密度等,发气量,防气孔性能,热膨胀系数,抗开裂性、粘砂等,环保性,对人体健康有无危害、对环境污染程度,高温化学稳定性,抗化学粘砂型,23,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,2.,载液,载液的作用是承载耐火粉料使之均匀分散或悬浮于其中，并使涂料保持一定的粘度和密度，便于浸涂、喷涂、流涂或刷涂到位，不宜过分粘稠或过稀,载液的选用主要取决于粘结剂类别、操作条件和涂敷方法,常用载液有,水 乙醇,甲醇 汽油,异丙醇 汽油 煤油 氯化烃类等,24,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,载液也分为两种类型：一种是以水为载体的涂料成为水基涂料，一种是以有机溶剂为载体的涂料，因最常用的有机溶剂为醇类，故称醇基涂料，此外还有氯代烃类,载液的去除方式可分为烘干法、燃烧法和自干法,载液常要考虑的性能包括,沸点,、,闪点,、,蒸发数,以及,允许最高浓度,25,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,沸点,：,沸点是在一个大气压下液体开始沸腾的温度。沸点越低，液体越易气化，燃烧时的火焰扩展越快,闪点,：,闪点是液体表面上的蒸汽和空气的混合物在与火接触时开始产生蓝色火焰的闪光时的温度。闪点说明燃气着火爆炸的难易程度，闪点低，易爆燃,蒸发数,：,蒸发数是以乙醚为基准，比较各种载液的蒸发率，蒸发数高的异丙醇，作为可燃涂料的载液来说，燃烧最为缓慢,允许最高浓度,：,其表示的是载液毒性的大小，数值越低则越毒，使用时应多加注意,26,2025/7/23 周三,载液的去除方式,水基涂料的去除方式一般常用热风干燥的方式,醇基涂料的去除方式一般采用点燃干燥的方式，醇基涂料的优点是点燃快干，但是存在一个弊端就是常在表面留下大小参差不齐的气泡,27,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,3.,悬浮剂,悬浮剂是稠化载液，形成胶体，促使耐火粉料悬浮，是为防止沉淀、分层和载液过分渗入砂型（芯）而加入的物质,悬浮剂分两大类，一类是,水基涂料,用悬浮剂，一类是,醇基涂料,用悬浮剂,28,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,水基涂料的悬浮剂有两类：,一类是无机悬浮剂：膨润土、蒙脱石、凹凸棒土等,一类是有机悬浮剂：羧甲基纤维素钠（,CMC,）、海藻酸钠、聚乙烯醇（,PVA,）、糖浆等,当前使用较为普遍的是膨润土和,CMC,的复合稠化体系，使用钙质膨润土时应配加,5%-7%,的碳酸钠（质量分数）,29,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,醇基涂料较为理想的悬浮剂也有两类：,一类是在乙醇中可溶胀的有机膨润土、锂基膨润土、钠基膨润土及改性蒙脱石等,一类是聚乙烯醇缩丁醛（,PVB,）等,当,PVB,在乙醇中的质量分数为,0.5%,时，载液粘度可提高一倍以上，是一种有效的醇基涂料悬浮剂。但不可加入过多否则会导致涂层发泡（气泡）,30,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,4.,粘结剂,粘结剂的作用是能使涂料中的耐火粉料在干燥后彼此粘结并使之能牢固黏附在型、芯表面上,对于水基涂料，低温型的除悬浮剂外要加入一定量的水溶性合成树脂、乳白胶、淀粉、干性植物油、纸浆废液等；高温型的要加入钠水玻璃、硅溶胶、聚合磷酸等,对于醇基涂料，常用的低温型粘结剂有松香、漆片（虫胶）、,PVB,等；高温型的有六亚甲基四胺的线性酚醛树脂，热固性酚醛树脂、硅酸乙酯等,31,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,涂料性能对粘结剂的要求,性能,作用,溶解性,粘结剂应能很好的溶解或均匀分散于载体之中,粘结强度,在室温、干燥和浇注温度下，粘结剂在粉料颗粒间以及涂层与其底材料之间有牢固地结合能力,化学热稳定性,粘结剂在浇注温度下形成的化合物应不与浇注合金发生化学作用,粘度,粘结剂应具有适当的粘度，应兼有悬浮剂的悬浮和增稠作用以省去或减少悬浮剂的使用,来源及价格,来源丰富易价，格便宜得,32,2025/7/23 周三,三,.,涂料的基本组成,5.,其他添加剂,为改善涂料的某些性能，而添加的具有特定功效的添加剂,例如用以改善涂料对型、芯表面的浸润、渗透能力，防止有机物发酵变质，具有防潮性能等,33,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,1.,刷涂法,2.,喷涂法,3.,流涂法,4.,浸涂法,34,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,1.,刷涂法,人工用刷子将涂料刷到型（芯）上的一种方法，要求涂料有较好的涂刷性和流平性,优点：简易灵活和常用的涂敷方法，常用在单件小批量生产中,缺点：生产效率很低，涂层质量不易稳定,35,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,2.,喷涂法,在一定的压力条件下，使涂料呈雾状或粉状喷涂到型（芯）表面上的涂敷方法,优点：喷涂法生产效率高，可用于大面积的型（芯），尤其适用于大批量生产场合，涂层平滑光洁，厚度均匀,缺点：由于喷涂是在压力条件下进行的，因此工作环境粉尘较严重，需佩戴保护用具,36,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,3.,流涂法,用流涂装置人工进行低压浇涂的一种方法，一般适用于大型铸件,优点：流涂生产效率高，涂层平滑光洁，涂料浪费少，环境污染小，容易操作，水基以及醇基涂料都适用,缺点：涂层厚度不易控制，对涂料性能的要求较高,37,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,4.,浸涂法,用机械或人工将砂芯浸入涂料槽中后取出，使砂芯获得涂层的的涂敷方法,优点：生产效率高，易获得光洁、均匀涂层，易实现机械化作业，既适用于大批量流水线生产，也适用于单件小批量、手工作业,缺点：浸涂法要求涂料有好的稠度和屈服值，对载液要求较高，不能有分层现象出现,38,2025/7/23 周三,涂料涂敷方法的比较,施涂方法,特点,适用铸型,施涂工具或装置,刷涂,最传统也是最可靠的施涂方法。操作效率低，对工人的操作熟练程度要求高；铸型形状不限，涂料消耗低,砂型、砂芯,毛刷,浸涂,操作效率很高，初始阶段所需涂料多，仅适合一定的铸型（芯）；与刷涂相比，所耗涂料多，涂料浓度比刷涂低，但无刷痕，可实现浸涂自动化,砂芯、消失模模样,浸涂槽,流涂,操作效率高，无刷痕，可实现流涂自动化，与刷涂相比，所耗涂料多，涂料浓度比刷涂低,自硬树脂砂型、砂芯,流涂机,喷涂,操作效率高，可实现喷涂自动化，与刷涂相比，其浓度稍低，喷嘴的维护麻烦，涂料飞溅多,铸型、砂芯,有气,39,2025/7/23 周三,四,.,涂料的涂敷方法,涂料的涂敷方法的选用取决于生产方式、现场生产的节奏、砂型（芯）的大小、结构和批量等,40,2025/7/23 周三,谢谢大家,41,2025/7/23 周三,