铸造涂料新技术及发展趋势

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1、铸造涂料新技术及发展趋势苏州兴业材料科技股份有限公司宋会宗博士首届国际铸造论坛2016-5-16北京主要内容一、涂料新理论•国外抗粘砂机理研究•酸碱度理论二、涂料新技术新家族预处理涂料、防缺陷涂料、变色涂料等三、涂料发展趋势四、结束语首届国际铸造论坛2016-5-16北京涂料新理论•国外抗粘砂机理研究•酸碱度理论首届国际铸造论坛2016-5-16北京涂料新理论厚壁铸钢件粘砂机理研究美国密苏里大学首届国际铸造论坛2016-5-16北京浇注试验考察因素及水平因素水平1水平2砂机械+热法再生仅机械再生紧实方式振动紧实手工紧实操作时间

2、立刻紧实30秒后填砂紧实涂料（锆英粉涂料）流涂刷涂*注：浇注金属材质：CF-8C不锈钢，造型：呋喃树脂自硬砂首届国际铸造论坛2016-5-16北京粘砂试块首届国际铸造论坛2016-5-16北京浇注试验方差分析影响因素F-检验P-假设砂（机械+热法/仅机械法）6.210.030紧实方法（振动/手工）0.120.735填砂时间（立刻/30秒后）1.390.263施涂方法（流涂/刷涂）0.010.939箱形统计图热法再生机械再生首届国际铸造论坛粘砂面积（吋2016-5-16北京2）砂粒之间的反应产物首届国际铸造论坛2016-5-16

3、北京反应产物的成分首届国际铸造论坛2016-5-16北京反应产物中的液相比例首届国际铸造论坛2016-5-16北京涂-砂界面模型首届国际铸造论坛2016-5-16北京涂料断裂机理首届国际铸造论坛2016-5-16北京试验小结树脂自硬砂生产厚壁铸钢件的粘砂主要是机械粘砂，粘砂与涂层断裂关系密切涂层下面的砂型由于树脂膜的烧失分解造成体积变化以及旧砂中铁锰氧化物等杂质的积累在高温下形成低熔点液相低熔点液相的存在和树脂膜的烧失使得表层砂在铁水压力和高温的作用下变得不稳定不坚实并引起重排移动，进一步造成锆英粉涂料断裂和钢水渗入，引

4、起粘砂。旧砂中的铁锰氧化物杂质及树脂膜等有机物通过机械+热法再生可以比较彻底地去除，从而使锆英粉涂料的基底更加牢固稳定，进而有效地防止防止粘砂。首届国际铸造论坛2016-5-16北京启示与思考•一定要重视旧砂的再生质量，有条件的话尽量采用热法再生。•引起粘砂的因素很多，一味提高涂料的耐火度并不总能解决粘砂的问题。•铸件粘砂一定是涂层失效，但涂层失效的方式和原因是多种多样的。首届国际铸造论坛2016-5-16北京涂层失效的方式及原因涂层失效的原因涂层失效的方式•紧实度不够•再生质量差•开裂或断裂•原砂质量差•涂料耐火度低•熔蚀

5、、熔化•涂料酸碱性不合适•悬浮剂加入过多•起皮、剥落•涂层过厚•钢水渣多首届国际铸造论坛2016-5-16北京酸碱度理论•铸造过程中存在金属液与涂料及造型材料之间复杂的界面反应，金属熔渣与涂料或型砂之间的高温酸碱反应是产生粘砂特别是化学粘砂的重要原因之一。•材料的酸碱性是可以用碱度指数Bs来定量描述。•铸造合金的酸碱性要和涂料及型砂的酸碱性相适应。•酸碱度理论揭示了不同金属材质中合金元素与粘砂两者之间的内存联系进而确定涂料与材质的匹配原则之一。首届国际铸造论坛2016-5-16北京碱度指数Bs•采用氧的电荷分数计算方法，以Al

6、O做为23中性基准，对各种氧化物的酸碱性进行定量标度的方法。•可以对大多数氧化物及各种由复杂氧化物组成的硅酸盐、铝酸盐及矿物的酸碱性进行定量标度。首届国际铸造论坛2016-5-16北京常见氧化物的碱度指数氧化物Bs氧化物Bs氧化物BsCoO2-76.81CuO0.83La2O330.01MnO2-61.09CoO2.01Mo2O331.62P2O5-57.20Cr2O32.96ZrO232.38酸TeO2-55.63NiO3.18MgO39.07碱性Co2O3-44.95MoO23.91CrO43.47性SiO2-33.38P

7、bO4.35CaO59.80逐逐B2O3-30.08BeO10.78Y2O361.26渐Fe2O3-26.13CeO214.51MoO62.23渐VO2-21.33Cr3O416.66SrO71.76增增ZnO-13.51V2O317.97VO73.38强Mn3O4-11.12MnO19.50BaO73.74强Fe3O4-10.68FeO20.65Li2O80.40TiO2-1.42Ce2O328.35Na2O82.49Al2O30.00SnO29.28K2O95.63首届国际铸造论坛2016-5-16北京不同价态的氧化物碱度

8、碱度指数Bs首届国际铸造论坛2016-5-16北京材料名称分子式Bs石英SiO2-33.38叶腊石2Al2O3.8SiO2.2H2O-22.62地开石Al4Si4O10(OH)8-17.10酸常高岭石Al4Si4O10(OH)8-17.10性见蓝晶石Al2O3.SiO2-11