气化模铸造涂料高温透气性的研究

《气化模铸造涂料高温透气性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第14卷第z期圳盎∞P0LYTECNNICUNⅣERSITY气化模铸造涂料高温透气性的研究I王宣血佳丞去一(内蒙古工业大学材料工程系．010062，呼和将特}第一作者男，博士研究生)摘要车文讨论气化模铸造(以下筒稚EPC法)蒲料层遗气性在高温下的变化规律厦粘结荆和耐血粉料性状对它的髟响．关键j司气化模肆造．撩料高温遗气性72中图资料：奚；—一TC]。0引言涂料是气化模铸造的关键技术之一。研究和生产表明，涂料的性能特别是透气性，在根大程度上影响着金属液的充型和铸件质量。透气性过低时，涂层透气速率会小于泡沫塑料模样(以下简称EPS)气化和分解速

2、率，致使金属液流前沿和模样间形成的间隙中压力非常高，阻碍金属吸充型，因而造成冷隔、缺肉和集碳等缺陷。透气性过高会造成铸件表面粗糙。据文献．报导m，涂料透气性不同时会影响沿程各点铁水温度和铸件的共晶团尺寸。有资料认为m，涂料常温下的透气性范围应为5～150标准单位，且依铝合金、铜合金、铸铁和钢的次序而增大。生产中最有实际意义的是涂层的高温透气性而不是常温透气性。因此，针对EPC法的工艺特点，研究高温透气性以及涂层性状在高温下的变化规律，对铸件的成形和消除铸造缺陷，具有重要的指导意义。1试验用原材料和方法试验用涂料以水为载液。耐火粉料有铝矾土、

3、石英粉、煤矸石、刚玉粉和锆英粉等；粘结剂有硅溶胶、聚乙烯醇(PVA)及聚酷酸乙烯乳液(PAL)等。此外，还加入少量悬浮稳定剂和附加物，配成多种涂料进行了试验试验用EPS模型(密度0．02g／cm)为25×25×2~3mm的空心园柱体，其一端插入16氧化铝陶脊管。在模样外均匀地浸涂厚2~3mal的涂料层，撤一层20]'40目的干石英砂。撒砂是为了防止涂料层干燥和加热时开裂，且与干砂造型后情况相同。涂料层经50~55℃干燥后，接入高温透气性测试仪(图1)。该仪器由无油空压机、流量计、加热炉、测温与电控仪表组成。升温速率为6~10"C／rain。

4、启动设备后每隔30～50'C，记录通过涂料层的气体流量，按下·收稿日期；1994—12—20内鼙古工业大学学报式计算不同温度T下的透气性K(cm~／标压rain)1一空压机．2-流量计．3一试样4一加热炉，5一涮温装置，6一电控仪表图1涂屡高温透气性测试仪’V·a——t·P·A式中，v／t流量计读数，cm／rain}一ul{￡r，_nP。压缩空气示压力，(取0．04～0．02MPa)f8涂料层平均厚度，cr／I，．A涂料层内表面积(即EPS模外表面积)，cm最后绘出K—t曲线。’‘2试验结果和讨论图2～5是不同粘结剂和粉料配制的涂料K—t曲

5、线。由图可见，各种涂料的商温透气性有大致相同的变化规律，即随着温度的提高，透气性K先升而后降，在高温时又有回升。譬；jIL一～Ll一圈2铝矾土PVA涂料1和图3煤矸石PVA涂料1和石英粉PVA涂料2的K-t曲线剐玉粉PVA涂料2的K_t曲线第二期王忠柯等气化模铸造涂科高温透气性的研究图4石英橱硅溶胶涂料l和图5f9f玉糟硅溶胶涂料1和锫英橱硅溶胶涂科2的K-t曲线煤矸石硅溶胶涂2柏K-t曲线在常温下，由于模样的存在，故用本方法测不出透气性。70~80℃后，模样开始软化露出透气空间，这时仪器开始有读数。到100'C时模样体积收缩至原来的几十分

6、之一，使透气面积逐渐增大，加之试样失水留出较多空隙，故试样在低温下透气性逐渐增大且出现峰值。EPS模样在164℃以上液化并随温度上升而气化分解，其产物如苯、苯乙烯等沉积在涂料及其周围的砂中，使透气性逐渐下降。随着温度的升高，气体粘度增大也使透气性下降。硅溶胶涂料80O～900℃以上因试样出现裂纹，透气性又有所回升，直至试样破裂。由图2～5还可看出，其他条件相同时，低温粘结剂如PVA、PAL等因其分解温度较低(≥200"C)，至500℃时将完全烧失，故涂层透气性很高。硅溶胶涂料失水后形成较致密的硅凝胶，它不会烧失且高温下形成si—O—si键有

7、较高的高温强度，故可测至1000"(2以上温度的透气性。浇注钢件时，为兼顾橡料透气性和强度的要求，应采用高、低温混合粘结剂，以发挥各自的作用，较之单独使用硅溶胶时，涂料层具有良好的综合性能。一图6橱料粒度对透气性的影响1，+400～一325耳2，+325～一200目3．原粉(一l00耳以下)相同的粘结剂，粉料的种类和粒度分布对透气性有较大影响。由图2～5可知，铝矾土涂料有最好的透气性，其次是石英粉和煤矸石粉，刚玉粉和锆英粉涂料的透气性较低。几种粉料混内鼙古工业大学学报IgQS托合配料(如石英粉与铝矾土混合)，可有效的改善涂料透气性且有较高的

8、强度性能。图6是同一种粉料，不同粒度对透气性的影响。试验中将某种铝矾土经水筛分为三级，即原粉(一】00目以下)、-200~+325目C0。075~0．045ram)和一325～+