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消失模涂料新興鑄造工藝方法
消失模涂料新興鑄造工藝方法

  近年來消失模工藝是鑄造業一種新興的鑄造工藝方法,其過程方法為:將鑄件相似尺寸的模型上涂刷一層耐火層,待烘干成形后與石英砂一起造型,最后澆筑金屬液體,過程中高溫使模型氣化,金屬液體凝固后得到所需要的鑄件[1-3]。由于精度高、成本低、易設計、工藝簡單、污染小、效率高等優點,消失模鑄造的應用越來越廣泛,受到國內外的關注。


消失模涂料新興鑄造工藝方法


  消失模涂料是消失模鑄造中的一種關鍵因素,它是涂覆在模型表面的一直特殊涂料。消失模鑄造的技術發展和革新主要受制于消失模涂料的發展和創新,可以說,只有消失模涂料的發展才能帶來消失模鑄造的發展。本論文主要從消失模涂料的歷史、現狀和未來發展趨勢等介紹消失模涂料

  1 消失模涂料的簡介

  消失模涂料一般由骨料、粘結劑、懸浮劑、載液、添加劑等原料分散混合而成。

  消失模涂料涂覆在模型上,在消失模鑄造工藝中起到支撐、轉熱、傳質、控制金屬流動性、影響表面質量等作用。主要作用如下:(1)增加模型的強度和剛度,減少形變;(2)起到保護金屬液作用,防止流入型砂中;(3)高透氣性保證消失模分解產物逸出;(4)良好的剝離性。

  2 消失模涂料國內外研究狀況

  2.1 國內研究現狀

  上世紀八九十年代,我國對消失模鑄造的研究,從起初的模型的設計、制造、裝配等,過渡到對涂料性能的研究[6]。已經應用的涂料配方,大多價格昂貴、成本過高,涂料質量也不佳。

  隨著不少針對消失模涂料的原料骨料、混合工藝、透氣性的研究,此外還有懸浮劑、粘結劑等助劑方面的研究,消失模涂料的發展已有長足進步。目前,國內生產的涂料質量還不成熟,要大規模國產化還有一些技術需要攻克。隨著,國內生產對消失模涂料的需求增加,人力和物力的大量投入,涂料的國產化相信指日可。

  2.2 國外發展現狀

  在消失模涂料應用和研發都較早,目前已有不少專利產品。該系列產品體現出優良的保溫、透氣、耐火等性能。

  3 消失模鑄造涂料的發展趨勢

  消失模涂料是消失模鑄造工藝的關鍵,涂料的發展才能推進消失模鑄造的發展[9]。為符合鑄造環保、節能、可持續化的發展方向,消失模涂料的研發向著綠色環保、多元化等方向發展。主要的發展方向有以下幾個:

  3.1 發展水基(快干)涂料

  當前,醇基涂料目前應用廣泛,但醇基涂料價格昂貴,易燃易爆,對環境污染大,且不易運輸和貯存。與醇基涂料相比,水基涂料成本低廉,也沒有運輸和貯存方面的缺陷,在環保方面也具有優勢,因此發展水基涂料來替代醇基涂料是未來涂料的熱門方向,目前也取得了較大的進步[10]。

  3.2 開發濕型砂涂料

  目前造型與制芯都是濕型砂,其中煤粉砂是一種應用廣泛的濕型砂涂料,但煤粉砂的透氣性差,影響鑄件質量,對環境也造成影響。開發和研究一種替代方案是,消失模涂料研發的當務之急[11]。

  3.3 發展功能涂料

  鑄造涂料對鑄件的作用已經不言而喻,涂料需要能夠對應各種金屬鑄件工藝的需求,但是對于一些特定的鑄件,需要在涂料中加入一些特殊物質,以賦予涂料一些特殊的性能,滿足鑄造工藝的需求[12]。目前這方面的研究已經十分廣泛,例如:表面合金化涂料,在涂料中加入Td、Sn或Zn等元素,可以增加鑄件中珠光體的含量,在涂料中加入Bi、Te或Cr等一些金屬元素,可以增加鑄件的耐磨性[13];絕緣涂料,是通過設計涂料的成分含量,從而降低導熱率,從而提高鑄造零件的凝固時間,提高質量;防滲碳滲硫涂料,是將一些氧化物加入到涂料中,提高鑄件燒結和氧化性能,比如氧化鈣可以提高燒結和脫硫的效果,實現防滲碳滲硫的功能[14]。

   


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