近年來(lái)消失模工藝是鑄造業(yè)一種新興的鑄造工藝方法,其過(guò)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(guò)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(shè)計(jì)、工藝簡(jiǎn)單、污染小、效率高等優(yōu)點(diǎn),消失模鑄造的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。
消失模涂料是消失模鑄造中的一種關(guān)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(shù)發(fā)展和革新主要受制于
消失模涂料的發(fā)展和創(chuàng)新,可以說(shuō),只有
消失模涂料的發(fā)展才能帶來(lái)消失模鑄造的發(fā)展。本論文主要從
消失模涂料的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等介紹
消失模涂料。
1
消失模涂料的簡(jiǎn)介
消失模涂料一般由骨料、粘結(jié)劑、懸浮劑、載液、添加劑等原料分散混合而成[4-5]。
骨料是
消失模涂料的主要成分,對(duì)涂料的強(qiáng)度、通氣性等方面影響很大,但也會(huì)導(dǎo)致鑄造過(guò)程產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。一般通過(guò)鑄件的金屬類(lèi)型、大小、溫度、外形等綜合因素,選擇合適的骨料。常見(jiàn)的骨料有硅砂、剛玉、滑石、石英、石墨等,可以是單一骨料,也可以是多種骨料混合;粘結(jié)劑一般有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種,可以增加涂料的強(qiáng)度,增加附著力;懸浮劑在涂料中的作用,主要是防止涂料結(jié)塊、聚集、沉降等,增加粘度、觸變性、涂覆性等特性;載液作為涂料的分散介質(zhì),一般為水基或醇基,合理選擇載液可以提高鑄件的表面質(zhì)量;對(duì)需要一些特定的性能的涂料,需要有針對(duì)性的添加一些添加劑,比如表面活性劑、消泡劑、防腐劑等等。
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(zhuǎn)熱、傳質(zhì)、控制金屬流動(dòng)性、影響表面質(zhì)量等作用。主要作用如下:(1)增加模型的強(qiáng)度和剛度,減少形變;(2)起到保護(hù)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(chǎn)物逸出;(4)良好的剝離性。
2
消失模涂料國(guó)內(nèi)外研究狀況
2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
上世紀(jì)八九十年代,我國(guó)對(duì)消失模鑄造的研究,從起初的模型的設(shè)計(jì)、制造、裝配等,過(guò)渡到對(duì)涂料性能的研究[6]。已經(jīng)應(yīng)用的涂料配方,大多價(jià)格昂貴、成本過(guò)高,涂料質(zhì)量也不佳。
隨著不少針對(duì)
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(jié)劑等助劑方面的研究,
消失模涂料的發(fā)展已有長(zhǎng)足進(jìn)步。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的涂料質(zhì)量還不成熟,要大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化還有一些技術(shù)需要攻克。隨著,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)對(duì)
消失模涂料的需求增加,人力和物力的大量投入,涂料的國(guó)產(chǎn)化相信指日可。
2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
在國(guó)外,消失模涂料應(yīng)用和研發(fā)都較早,目前已有不少專(zhuān)利產(chǎn)品[7-8]。例如,英國(guó)的Foseco MORNAL公司擁有成熟的styromol系列涂料,該系列產(chǎn)品體現(xiàn)出優(yōu)良的保溫、透氣、耐火等性能。
英國(guó)Foseco MORNAL將少量冰晶石(Na3AlF6)加入涂料中,鑄造高溫下生產(chǎn)NaF、AlF3等,可以吸附鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的碳,從而消除缺陷,提高鑄件質(zhì)量。日本的
消失模涂料也比較成熟,將5 %~8 %的氧化性物質(zhì)等加入到以SiO2做基材的涂料中,并輔以粘結(jié)劑、懸浮劑、添加劑等原料,可以減輕鑄件的增碳缺陷。