第四章鑄造用涂料

1、第四章第四章 鑄造用涂料鑄造用涂料 涂料的作用涂料的作用 涂料的組成、要求及應用涂料的組成、要求及應用 涂料的配制涂料的配制 涂料的性能涂料的性能 涂料的涂敷方法涂料的涂敷方法第四章第四章 鑄造用涂料鑄造用涂料一、涂料的作用一、涂料的作用 砂型（芯）表面砂型（芯）表面刷涂料刷涂料是提高表面強度和抗粘砂能力，是提高表面強度和抗粘砂能力，防止鑄件粘砂、夾砂、砂眼等鑄造缺陷，獲得表面光潔的鑄防止鑄件粘砂、夾砂、砂眼等鑄造缺陷，獲得表面光潔的鑄件，減少落砂和清理勞動量的最有效的措施之一件，減少落砂和清理勞動量的最有效的措施之一涂料的主要作用涂料的主要作用： 降低鑄件表面粗糙度，防止粘砂降低鑄件表面粗糙

2、度，防止粘砂 加固鑄型表面層，防止沖砂加固鑄型表面層，防止沖砂 使鑄件表面合金化，細化晶粒使鑄件表面合金化，細化晶粒第四章第四章 鑄造用涂料鑄造用涂料二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用涂料的種類涂料的種類：水基涂料、醇基涂料（快干涂料）：水基涂料、醇基涂料（快干涂料）鑄造用涂料主要組成鑄造用涂料主要組成： 耐火粉料耐火粉料 粘結劑粘結劑 載液（溶劑）載液（溶劑） 懸浮劑懸浮劑（穩(wěn)定劑或稠化劑（穩(wěn)定劑或稠化劑) 添加劑添加劑（包括：表面活性劑、消泡劑、防腐劑、防潮劑、（包括：表面活性劑、消泡劑、防腐劑、防潮劑、 防滲劑、減水劑、著色劑、還原劑、氧化劑、助溶劑等）防滲劑、減水劑、

3、著色劑、還原劑、氧化劑、助溶劑等）二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用1、耐火粉料、耐火粉料 耐火粉料是涂料最基本的組成材料耐火粉料是涂料最基本的組成材料 鑄鐵件鑄鐵件： 石墨粉石墨粉 （鱗片狀、粉狀）（鱗片狀、粉狀）鱗片狀石墨粉的耐火度高，但不易涂刷均勻，主要用于較大鱗片狀石墨粉的耐火度高，但不易涂刷均勻，主要用于較大型的鑄鐵件上。通常大都使用粉狀石墨，或兩者混合物。型的鑄鐵件上。通常大都使用粉狀石墨，或兩者混合物。 鑄鋼件鑄鋼件： 石英粉、鋯砂粉石英粉、鋯砂粉石英粉有天然石英粉和人造石英粉兩種。配制涂料用石英粉石英粉有天然石英粉和人造石英粉兩種。配制涂料用石英粉主要是采用人

4、造石英粉。主要是采用人造石英粉。二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用涂料用石英粉的要求：涂料用石英粉的要求： SiO2含量應含量應9698%； 粒度應有粒度應有95%以上的能夠通過以上的能夠通過0.053mm的篩孔（的篩孔（ 260目目篩）。篩）。 合金鋼件合金鋼件： 鎂砂粉、鋯砂粉、鉻鐵礦粉鎂砂粉、鋯砂粉、鉻鐵礦粉 不銹鋼、耐熱鋼等高合金鋼鑄件及特別厚大的鑄件：不銹鋼、耐熱鋼等高合金鋼鑄件及特別厚大的鑄件：除采除采用非石英質原砂如鋯砂粉、鉻鐵礦粉、鎂砂粉等外，通常也用非石英質原砂如鋯砂粉、鉻鐵礦粉、鎂砂粉等外，通常也采用剛玉粉等。采用剛玉粉等。 銅合金件銅合金件： 云母粉、石

5、墨粉云母粉、石墨粉 鋁、鎂合金件鋁、鎂合金件： 滑石粉滑石粉二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用 對耐火粉料的要求對耐火粉料的要求： 化學穩(wěn)定性要好；化學穩(wěn)定性要好； 熱穩(wěn)定性要好；熱穩(wěn)定性要好； 耐火度要高；耐火度要高； 粒度要適中粒度要適中 過粗過粗，涂料懸浮穩(wěn)定性差，滲透性差，涂料懸浮穩(wěn)定性差，滲透性差 過細過細，涂料層易開裂，涂料層易開裂二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用2、載液（溶劑）、載液（溶劑） 載液的作用：載液的作用：溶解粘結劑溶解粘結劑 分散耐火粉料或使耐火粉料懸浮在載液內分散耐火粉料或使耐火粉料懸浮在載液內 保持涂料具有一定的粘度和密度保持

6、涂料具有一定的粘度和密度 便于涂覆到型、芯工作表面上便于涂覆到型、芯工作表面上 常用的載液有：水、甲醇、乙醇、丁醇、汽油、煤油常用的載液有：水、甲醇、乙醇、丁醇、汽油、煤油 水基涂料水基涂料以水為載液配制而成的涂料以水為載液配制而成的涂料 醇基涂料醇基涂料以可揮發(fā)性溶劑為載液配制而成的涂料以可揮發(fā)性溶劑為載液配制而成的涂料 可揮發(fā)性溶劑的含水量應可揮發(fā)性溶劑的含水量應1.0，否則涂料點火困，否則涂料點火困難，燃燒不完全，易使鑄件產生氣孔缺陷難，燃燒不完全，易使鑄件產生氣孔缺陷二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用3、懸浮劑（穩(wěn)定劑或稠化劑、懸浮劑（穩(wěn)定劑或稠化劑) 懸浮劑的作用：

7、懸浮劑的作用： 保持涂料為均勻的懸濁液；保持涂料為均勻的懸濁液； 防止涂料沉淀；防止涂料沉淀； 有利于涂刷均勻有利于涂刷均勻 水基涂料常用的懸浮劑有：水基涂料常用的懸浮劑有：無機膨潤土無機膨潤土、糖漿糖漿等等 醇基涂料常用的懸浮劑有：醇基涂料常用的懸浮劑有：有機膨潤土有機膨潤土、鋰基膨潤土鋰基膨潤土、鈉基膨潤土鈉基膨潤土等等 注意注意：膨潤土雖能提高涂料的懸浮穩(wěn)定性，：膨潤土雖能提高涂料的懸浮穩(wěn)定性，但在烘干和澆注時易開裂但在烘干和澆注時易開裂。 對懸浮劑的要求對懸浮劑的要求：選用高品味的膨潤土（鈉基膨潤土或活化膨潤土），以保：選用高品味的膨潤土（鈉基膨潤土或活化膨潤土），以保證涂料有足夠的穩(wěn)

8、定性而用量最少。一般情況下：膨潤土加入量證涂料有足夠的穩(wěn)定性而用量最少。一般情況下：膨潤土加入量 4二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用4、粘結劑、粘結劑 粘結劑的作用粘結劑的作用： 提高涂料層的強度提高涂料層的強度 提高涂料層與砂型（芯）表面的結合強度提高涂料層與砂型（芯）表面的結合強度 對粘結劑的要求對粘結劑的要求 能很好的溶解并均勻的分散在載液中能很好的溶解并均勻的分散在載液中 能在室溫、干燥和不同的澆注溫度下，保持粉料顆粒間、涂能在室溫、干燥和不同的澆注溫度下，保持粉料顆粒間、涂料層與基體材料間的結合力料層與基體材料間的結合力 在澆注溫度下不應與液態(tài)合金發(fā)生任何化學反應

9、在澆注溫度下不應與液態(tài)合金發(fā)生任何化學反應 應具有來源豐富，價格便宜等優(yōu)勢應具有來源豐富，價格便宜等優(yōu)勢二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用 粘結劑的選用粘結劑的選用 低溫型水基涂料用粘結劑低溫型水基涂料用粘結劑：水溶性合成樹脂、乳白膠、淀粉、：水溶性合成樹脂、乳白膠、淀粉、干性植物油、紙漿廢液等干性植物油、紙漿廢液等 低溫型醇基涂料用粘結劑低溫型醇基涂料用粘結劑：松香、漆片（蟲膠）、聚乙烯醇、：松香、漆片（蟲膠）、聚乙烯醇、縮丁醛（縮丁醛（PVB） 高溫型水基涂料用粘結劑高溫型水基涂料用粘結劑：鈉水玻璃、硅溶膠、聚合磷酸等：鈉水玻璃、硅溶膠、聚合磷酸等 高溫型醇基涂料用粘結劑

10、高溫型醇基涂料用粘結劑： 熱固性酚醛樹脂、硅酸乙酯等熱固性酚醛樹脂、硅酸乙酯等二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用5、添加劑、添加劑 表面活性劑：如表面活性劑：如JFC（脂肪醇聚氧乙烯醚）、十二烷基苯磺（脂肪醇聚氧乙烯醚）、十二烷基苯磺酸鈉（洗衣粉的主要成分）、烷基苯磺酸酸鈉（洗衣粉的主要成分）、烷基苯磺酸作用作用：降低涂料表面張力及涂料與基底材料間界面張力降低涂料表面張力及涂料與基底材料間界面張力 增加涂料對型、芯表面的浸潤、滲透能力增加涂料對型、芯表面的浸潤、滲透能力 消泡劑：如正丁醇、正戊醇、正辛醇。消泡劑：如正丁醇、正戊醇、正辛醇。常用量常用量： 0.02 作用作用：消

11、除涂料在制備或攪拌時所引起的氣泡消除涂料在制備或攪拌時所引起的氣泡 改善涂料的潤濕性改善涂料的潤濕性二、涂料的組成、要求及應用二、涂料的組成、要求及應用 防腐劑：如福爾馬林（防腐劑：如福爾馬林（3740甲醛水溶液）、氯甲醛水溶液）、氯酚鈉酚鈉作用作用：防止涂料中的糖類有機物發(fā)酵變質：防止涂料中的糖類有機物發(fā)酵變質 此外，涂料添加劑還有：此外，涂料添加劑還有： 防潮劑防潮劑、防滲劑防滲劑、減水劑減水劑、著色劑著色劑、還原劑還原劑、氧化劑氧化劑、助溶劑助溶劑等等第四章第四章 鑄造用涂料鑄造用涂料三、涂料的配制三、涂料的配制常用涂料有三種存在形式：常用涂料有三種存在形式：涂料成品涂料成品、涂料膏涂料

12、膏、涂料粉涂料粉1、涂料的配方、涂料的配方2、涂料的混制、涂料的混制 優(yōu)質涂料優(yōu)質涂料應具備應具備“稠而不粘稠而不粘，滑而不淌滑而不淌”的特點的特點因耐火粉料顆粒極細，很難在顆粒表面形成均勻的粘結薄膜。所因耐火粉料顆粒極細，很難在顆粒表面形成均勻的粘結薄膜。所以一般應先配成涂料膏，使用前再稀釋到所需的濃度以一般應先配成涂料膏，使用前再稀釋到所需的濃度三、涂料的配制三、涂料的配制涂料膏用碾輪式混砂機或球磨機混制：涂料膏用碾輪式混砂機或球磨機混制： 將涂料的各種組成物干混約將涂料的各種組成物干混約10min； 加入預先浸透（充分濕潤）的膨潤土及少量水混制數(shù)加入預先浸透（充分濕潤）的膨潤土及少量水混

13、制數(shù)小時（小時（8h以上）制成均勻的膏狀物；以上）制成均勻的膏狀物； 如鑄鋼用涂料，則在干混后加入水柏油混制如鑄鋼用涂料，則在干混后加入水柏油混制45h，再加入糖漿等，并分批加清水混碾再加入糖漿等，并分批加清水混碾1.52h；三、涂料的配制三、涂料的配制 加入粘結劑、耐火粉料等混制加入粘結劑、耐火粉料等混制824h，以達到顏色，以達到顏色和稠度都均勻一致為止；和稠度都均勻一致為止； 使用前，應將涂料膏加水稀釋，稀釋涂料膏用葉片使用前，應將涂料膏加水稀釋，稀釋涂料膏用葉片攪拌機或手工攪拌；攪拌機或手工攪拌；為防止加入的糊精、糖漿類粘結劑發(fā)酵，可在稀釋為防止加入的糊精、糖漿類粘結劑發(fā)酵，可在稀釋過

14、程中，每過程中，每100kg涂料加入涂料加入40ml福爾馬林作防腐劑福爾馬林作防腐劑四、涂料的性能四、涂料的性能1、涂料的工藝性能（涂敷性能或使用性能）涂料的工藝性能（涂敷性能或使用性能） 飽沾性：飽沾性：應具有一定的稠度，飽沾刷子不淋漓的能力應具有一定的稠度，飽沾刷子不淋漓的能力 涂刷性：涂刷性：應具有涂刷滑爽而無粘滯感，易形成均勻薄層的能力應具有涂刷滑爽而無粘滯感，易形成均勻薄層的能力。即要求。即要求涂涂料的粘度隨剪切速率和剪切時間而改變料的粘度隨剪切速率和剪切時間而改變?yōu)榇?，涂料中，常加入高分子化合物作稠化劑，這是因為：為此，涂料中，常加入高分子化合物作稠化劑，這是因為： 高分子化合物的

15、親水基團將許多水分子吸引在自己的周圍，這個現(xiàn)象稱高分子化合物的親水基團將許多水分子吸引在自己的周圍，這個現(xiàn)象稱為為“溶劑化溶劑化”； 高分子鏈外包有溶劑化層后，移位時將連同溶劑化層一起移動，從而表高分子鏈外包有溶劑化層后，移位時將連同溶劑化層一起移動，從而表現(xiàn)出稠度，這種體系的粘度比溶劑大得多，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)出稠度，這種體系的粘度比溶劑大得多，這種現(xiàn)象稱為“稠化稠化”； 稠化的涂料具有良好的飽沾性。稠化的涂料具有良好的飽沾性。四、涂料的性能四、涂料的性能 稠化的涂料其高分子鏈不受外力作用時稠化的涂料其高分子鏈不受外力作用時呈蜷曲狀呈蜷曲狀，當涂刷使當涂刷使涂料流動時涂料流動時，蜷曲的鏈沿流動方

16、向成直線蜷曲的鏈沿流動方向成直線，并且平行排列并且平行排列，隨著剪切速率的增加，其表觀粘度逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為隨著剪切速率的增加，其表觀粘度逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為“剪切減粘剪切減粘”，或，或“剪切稀釋剪切稀釋” 具有剪切減粘的涂料，其涂刷性良好具有剪切減粘的涂料，其涂刷性良好 涂料的涂料的涂刷性涂刷性主要取決于涂料的主要取決于涂料的粘度粘度和和比重比重粘度粘度主要取決于主要取決于粘土的種類和加入量粘土的種類和加入量，比重比重主要取決于主要取決于防粘砂材料比重、粒度分布和稀釋劑加入量防粘砂材料比重、粒度分布和稀釋劑加入量四、涂料的性能四、涂料的性能 流淌性：流淌性：應具有涂刷中不沿涂刷面垂直流

17、淌的能力應具有涂刷中不沿涂刷面垂直流淌的能力在水溶性高分子化合物稠化劑的主鍵上，帶有很多極性的親水在水溶性高分子化合物稠化劑的主鍵上，帶有很多極性的親水基團，他們之間相互結合，在高分子鏈之間形成基團，他們之間相互結合，在高分子鏈之間形成立體網絡骨立體網絡骨架架，這種體系必須在一定的剪力作用下才能流動，這個剪切，這種體系必須在一定的剪力作用下才能流動，這個剪切應力值稱為應力值稱為屈服值屈服值，即，即涂料必須具有一定的屈服值涂料必須具有一定的屈服值當在涂刷垂直面后，剪切速度劇降，剪力也急劇下降，而涂層當在涂刷垂直面后，剪切速度劇降，剪力也急劇下降，而涂層因為涂料重力而引起新的剪切應力，若此值小于涂

18、料的屈服因為涂料重力而引起新的剪切應力，若此值小于涂料的屈服值，則涂料不發(fā)生流淌，即具有一定的抗流淌性值，則涂料不發(fā)生流淌，即具有一定的抗流淌性四、涂料的性能四、涂料的性能 流平性：流平性：應具有涂刷后自動消失刷痕的能力應具有涂刷后自動消失刷痕的能力水基涂料比快干涂料的表面張力大，流平時間短，流水基涂料比快干涂料的表面張力大，流平時間短，流平性好平性好 滲透性：滲透性：應具有滲透鑄型一定深度并形成一定厚度應具有滲透鑄型一定深度并形成一定厚度的光滑涂料層的能力的光滑涂料層的能力 滲透深度滲透深度0.5mm，涂層厚度：，涂層厚度：0.52.0mm涂料的滲透能力與涂料粘度的平方根成反比涂料的滲透能力

19、與涂料粘度的平方根成反比四、涂料的性能四、涂料的性能 觸變性：涂料的涂刷過程就是涂料在承受剪切應變的過程觸變性：涂料的涂刷過程就是涂料在承受剪切應變的過程所謂觸變性是指：所謂觸變性是指：在剪切應力作用下，涂料粘度減少（變?。?，而當去除剪應力在剪切應力作用下，涂料粘度減少（變?。?，而當去除剪應力后，涂料的粘度有增加（變稠），（即觸變性是剪切速度函數(shù)）后，涂料的粘度有增加（變稠），（即觸變性是剪切速度函數(shù)）變稀或變稠都與時間有密切關系，若兩種懸浮液在恒定的剪切變稀或變稠都與時間有密切關系，若兩種懸浮液在恒定的剪切速率下，其表觀粘度和剪切應力均隨時間而遞減，達到同一表觀速率下，其表觀粘度和剪切應力均

20、隨時間而遞減，達到同一表觀粘度所需時間長著，其觸變性好，短著其觸變性差粘度所需時間長著，其觸變性好，短著其觸變性差具有一定的觸變性的涂料，其流平性和流淌性均良好具有一定的觸變性的涂料，其流平性和流淌性均良好四、涂料的性能四、涂料的性能2、涂料的工作性能（涂層性能）、涂料的工作性能（涂層性能） 抗粘砂性：抗粘砂性：涂料層在砂型和鑄件之間建立的隔離層從鑄件表面涂料層在砂型和鑄件之間建立的隔離層從鑄件表面上剝離的難易程度。上剝離的難易程度。涂料的抗粘砂性是涂料的涂料的抗粘砂性是涂料的重要工作性能重要工作性能提高抗粘砂性的關鍵是提高抗粘砂性的關鍵是涂料材料的選用涂料材料的選用和和涂層厚度的確定涂層厚度

21、的確定為此：為此： 涂料材料涂料材料應具有一定的耐火度，并在高溫作用下產生一定的應具有一定的耐火度，并在高溫作用下產生一定的氧化性或還原性氣氛，使涂層表面形成易剝離層氧化性或還原性氣氛，使涂層表面形成易剝離層 涂料層厚度涂料層厚度：一般情況控制在：一般情況控制在0.52mm，對于重型鑄鋼件，對于重型鑄鋼件，可在鑄型表面涂抹涂料膏可在鑄型表面涂抹涂料膏四、涂料的性能四、涂料的性能 鑄鐵件：涂料中可加入某些有機物鑄鐵件：涂料中可加入某些有機物 有機物受熱后能迅速氧化，當氧耗盡后，在缺氧的情況下產有機物受熱后能迅速氧化，當氧耗盡后，在缺氧的情況下產生熱分解，析出光亮碳層，只要碳層足夠厚，就能夠形成良

22、好生熱分解，析出光亮碳層，只要碳層足夠厚，就能夠形成良好的易剝離層的易剝離層鑄鋼件：涂料中可加入一定量的氧化鐵粉鑄鋼件：涂料中可加入一定量的氧化鐵粉 氧化鐵粉在澆注溫度下使涂料層表面與鑄件表面形成一層氧氧化鐵粉在澆注溫度下使涂料層表面與鑄件表面形成一層氧化鐵隔離層（鐵橄欖石層）化鐵隔離層（鐵橄欖石層）四、涂料的性能四、涂料的性能 懸浮穩(wěn)定性：懸浮穩(wěn)定性：涂料在貯存期間應具有不沉淀、不分涂料在貯存期間應具有不沉淀、不分液、不失粘、不結塊、不霉變的能力液、不失粘、不結塊、不霉變的能力 即涂料中的粉料應懸浮在載液中，并具有一定的即涂料中的粉料應懸浮在載液中，并具有一定的穩(wěn)定性穩(wěn)定性涂料的懸浮穩(wěn)定性主

23、要是取決于涂料中：涂料的懸浮穩(wěn)定性主要是取決于涂料中： 粘土的質量及加入量；粘土的質量及加入量； 抗粘砂材料的粒度抗粘砂材料的粒度四、涂料的性能四、涂料的性能 抗裂紋性：抗裂紋性：涂層抵抗在烘干和澆注時表面開裂涂層抵抗在烘干和澆注時表面開裂的能力的能力涂層的抗開裂性主要取決于：涂層的抗開裂性主要取決于： 涂層的表面強度；涂層的表面強度； 涂料的滲透深度；涂料的滲透深度； 粘結劑的高溫性能粘結劑的高溫性能四、涂料的性能四、涂料的性能涂層的表面強度又稱附著強度：它是指涂層的表面強度又稱附著強度：它是指涂料與型（芯）表涂料與型（芯）表面通過物理和化學作用結合在一起的堅固程度，即涂層面通過物理和化學作

24、用結合在一起的堅固程度，即涂層表面抵抗破壞外力的能力表面抵抗破壞外力的能力涂層的表面強度主要取決于：涂層的表面強度主要取決于： 粘結劑的種類及性質粘結劑的種類及性質 粘結劑的加入量粘結劑的加入量 砂型及型芯的緊實程度砂型及型芯的緊實程度四、涂料的性能四、涂料的性能3、優(yōu)質涂料應具有：、優(yōu)質涂料應具有： 具有好的懸浮性及再攪勻性具有好的懸浮性及再攪勻性 具有良好的涂刷性具有良好的涂刷性 具有一定的覆蓋能力和適當?shù)臐B透性具有一定的覆蓋能力和適當?shù)臐B透性 具有一定的粘結強度和抗裂紋性（耐激熱性）具有一定的粘結強度和抗裂紋性（耐激熱性） 具有良好的抗粘砂性具有良好的抗粘砂性 具有低的發(fā)氣性和良好的存儲穩(wěn)定性具有低的發(fā)氣性和良好的存儲穩(wěn)定性第四章第四章 鑄造