铸造用涂料课件.ppt

报告人：曹凌广,铸造用涂料,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,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,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(R25-50m）使用涂料铸件表面粗糙度8-9级(R3.2-6.3m）,砂型涂涂料对比,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,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、Cr3C2、SiC、B4C）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。,铸造涂料的功能和作用,铸造涂料的功能和作用,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,二.优质涂料所具备的性能,1.悬浮性2.粘度3.曝热抗裂性,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%,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,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,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,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,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,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,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,三.涂料的基本组成,涂料按耐火材料分类：,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,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,三.涂料的基本组成,耐火粉料对涂料性能的影响,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,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,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,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,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,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）,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）,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,三.涂料的基本组成,涂料性能对粘结剂的要求,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,四.涂料的涂敷方法,1.刷涂法2.喷涂法3.流涂法4.浸涂法,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,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,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,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