涂料在消失模铸造生产过程中的作用
2021-11-20
一、消失模涂料的作用、基本组成及性能
(1)涂料的主要作用
- 1、涂层可提高泡沫模型的强度和刚度，防止模型在搬运、涂装、填砂、振动过程中损坏或变形。
- 2、浇注时，涂层是液态金属与干砂之间的隔离介质。 涂层将熔融金属与填充的砂分开，防止熔融金属渗入砂中，从而确保铸件表面光滑干净，不粘砂。 同时防止干砂流入熔融金属与泡沫之间的间隙，造成模具塌陷。
- 3、涂层使泡沫型热解产物（大量气体或液体等）顺利逸出到填充砂中并被瞬间吸出，防止铸件产生气孔、皱纹、增碳等缺陷，和残留物。 （由于浇注不同合金时浇注温度不同，泡沫型的分解产物有很大差异。浇注铸铁、铸钢等黑色金属时，由于温度高于1350-1600℃，热解产物为以气态为主，要求涂层具有良好的透气性，铝合金铸造时，热解产物主要为液态，温度约为760-780℃，液态分解产物要求与涂层并顺利渗透到涂层中。该层被涂层吸收并从型腔中排出。）
- 4、涂层具有隔热性能，可避免和减少金属液在充填过程中的热损失，提高薄壁件的充填完整率。
(2)涂料的基本成分
消失模涂料一般由耐火材料、粘合剂、载体（水、乙醇）、表面活性剂、悬浮剂、触变剂和其他添加剂组成。 各种配料均匀混合在一起，在包覆和浇注过程中发挥综合作用。- 1.耐火材料（骨料）。 顾名思义，它是涂料中的骨架材料，决定了涂料的耐火度、化学稳定性、吸附和隔热性能。 粗细粒度配置和颗粒形状对涂层的透气性有较大影响。 粒度不能太细，形状最好是柱状和圆形，其次是片状。
- 2. 粘合剂。 它是确保消失模涂层具有更高强度和更高透气性的不可缺少的添加剂。 主要有有机和无机两种。 其中有机结合剂（糖浆、淀粉、糊精、羧甲基纤维素CMC）在常温下可以增加涂层的强度，在浇注过程中会流失，有效提高涂层的透气性。 无机结合剂（纳米膨润土、水玻璃、硅溶胶）可以保证涂层在室温和高温下的强度。 通常需要正确使用各种粘合剂，以保证和提高涂层的性能。
- 3. 载体。 水基和酒精基（酒精）。
- 4.表面活性剂（润湿剂）。 主要用于改善水性消失模涂料的涂布性。 分子是两亲性分子，既可以是亲水性的，也可以是亲脂性的。 添加到涂料中时，亲水端与水性涂料中的水结合，亲油端被泡沫模具吸引，使其定向排列在泡沫模具的表面，像连接塑料模具和油漆。
- 5. 悬浮剂。 为防止固体耐火材料在涂层中沉淀而添加的物质。 同时，它对调整涂料的流变性和提高涂料的工艺性能起着重要的作用。 相应的选择主要是根据耐火材料的种类和载体的种类。 （水性涂料常用的悬浮剂有：膨润土、凹凸棒石、羧甲基纤维素钠等。有机溶剂涂料常用的悬浮剂有：有机膨润土、锂基膨润土、凹凸棒石、聚乙烯醇缩丁醛PVB等） .
- 6.触变剂。 凹凸棒土。 触变性，在一定剪切速率的作用下，涂料的粘度随着剪切时间的延长而逐渐降低（变稀），在剪切停止后，随着时间的延长，粘度逐渐恢复（增稠）。
- 7.其他配件。 消泡剂，一种可以消除涂料中气泡的添加剂（常用的消泡剂有：正丁醇、正戊醇、正辛醇），添加量为0.02%。 防腐剂是防止水性涂料发酵、腐败和变质的添加剂（苯甲酸钠是食品工业中使用的防腐剂，安全性好）。 添加量为0.02%-0.04%。
(3)涂层的性能
消失模涂料应具备以下性能：强度、透气性、耐火性、隔热性、快速耐寒耐热性、吸湿性、吸附性、易清洗性、涂层、滴流（流平）、悬浮等。 大致可以分为两类：工作绩效和过程绩效。- 1.工作表现。 包括：强度、透气性、耐火性、保温性、快速耐寒耐热性、吸湿性、吸附性、易清洗性。 其中，最重要的性能是强度、透气性和耐火度。
- 2. 工艺性能。 包括：涂层、滴流（流平）、悬浮。 其中，最重要的性能是涂层和滴流（流平）。 由于泡沫模型本身具有非润湿性，因此要求涂层具有良好的涂层性能。 低滴流（流平）是保证涂层厚度均匀，减少浪费和环境污染的主要手段。涂层应具有“厚而不粘”和“滑而不滴”的工艺效果。
- 3. 提高涂层性能的方法。
2.消失模涂料的选择
(1) 化学性质（pH）
- 1、酸性铸铁和铸钢（碳钢、低合金钢）应选用相应的酸性和中性耐火材料，如蓝晶石、鳞片石墨、硅砂等。
- 2、中性高合金钢应对应弱酸性和中性的耐火材料，如锆蓝晶石、刚玉、锆英砂、鳞片石墨等。
- 3、与镁质、镁橄榄石等碱性耐火材料相对应选择碱性高锰钢。
- 4、应相应选用铝合金等耐火材料
(2)物理性能（浇注温度）
主要根据浇注系统设置、工艺参数设置、埋箱组类型、操作习惯和熟练程度、现场环境等因素提出不同的要求。3. 油漆的制备和储存
涂料制备设备主要有胶磨机、球磨机、低速密炼机、高速密炼机等，其中胶磨机和球磨机的优点是骨料和粘结剂等组分可以充分相互润湿，而且涉及的气泡很少。 缺点是操作不方便，涂层准备时间长，噪音大。 高速混合机逐渐成为涂料制备的主流设备。 如果没有高速混合机，可以使用低速混合机来延长混合时间，以获得理想的混合效果。(1)涂层制备过程
- 1、高速搅拌的目的和作用。 将粉末和水彻底混合，制成均匀的浆液。 通过高速搅拌，使粘结剂中的纤维和粉状物质受到剪切和离散加工，便于充分混合。 高速搅拌时间不少于2小时
- 2、低速搅拌的目的和作用。 去除因高速搅拌而吸入涂料中的气体。 保证涂层的强度有助于提高铸件的表面质量。 低速搅拌2小时或连续搅拌。
(2)涂料的质量控制
- 1. 密度。 反映镀层的薄度，也反映镀层过程中镀层的厚度。 它是涂料的重要质量指标，一般用密度来控制生产现场。 测量工具：比重计（Pomemeter）
- 2、涂料的PH值（酸度、碱度）。 需要在涂料中加入多种有机结合剂和水。 为了保证这些有机物和水的稳定性，以及涂层化学性质对熔融金属的适应性，应加以控制。 可以用PH试纸和PH计测量。
- 3. 涂层重量。 涂层的厚度可以通过称重两次涂层后的模型重量并测量涂层的重量来估计。
(3) 油漆的储存
油漆最好随时准备，及时使用。 剩余油漆易存放于阴凉处，不宜长期存放。 根据存放地点的天气和环境，一般夏季存放时间为2-5天，冬季存放时间：5-10天。 同时应避免发酵或冷冻。四、涂装及注意事项
（一）涂装方式（刷涂、浸涂、淋涂、喷涂）及适用范围
毛刷：适用于大中型单件小批量生产。 浸渍和淋水：适用于大批量、形状复杂的小形状。 喷涂：一般适用于薄壁或易变形易损坏的形状。(2)涂层厚度的合理选择
镀层厚度应根据金属液的种类、铸件的结构、形状的复杂程度、重量、壁厚、浇注系统的设置和选择等因素的需要综合设置。 对于模具样品，在保证涂层强度和抗冲刷性能的前提下，应尽量减少涂层的厚度，有利于提高透气性。 可以在0.3-3.5mm之间选择。 对于浇注系统，应尽可能提高涂层强度，适当增加涂层厚度，可在3.5-6mm之间选择。（二）注意事项
- 1、充分利用水性涂料的触变性（涂料在搅拌过程中粘度下降，搅拌停止后粘度上升）。 在连续搅拌和温度控制的条件下进行涂层，以获得均匀的涂层，减少模型的变形。
- 2、选择合适的搅拌速度。 可控制在10-20转/分钟。 如果转速太低，油漆可能会沉淀； 如果转速太高，油漆会被气体吞没并产生气泡。
- 3、应注意合理控制花纹浸入油漆的位置、角度、方向、速度、强度等，防止出现变形、破损、气泡等缺陷和问题。
- 4. 涂层要保证涂层均匀并完全覆盖图案的所有部分。
- 5、防变形防破损应贯穿涂装、挂装全过程。 放置涂层模型时，应充分考虑干燥效果和防止变形损坏。
（四）涂装作业中典型的不良习惯
- 1. 摇一摇。 涂完的模型应放置在静止架上，油漆会自然滴落，以获得均匀光滑的涂层。 人工摇晃虽然可以提高涂布速度，但同时也会破坏涂层的均匀性和流平性，导致涂层变薄或局部堆积。 （插入视频）
- 2. 露水。 俗称“鲁白”。 部分涂层或大面积未涂漆，不采取补救措施，允许转入下道工序。 这会导致涂层变薄，降低强度等性能，从而影响铸件质量。 （插入照片）
5. 油漆干燥
（一）干燥方法及设备
自然环保方式：采用露天干燥或阳光房、温室加热干燥，达到脱水、除湿、干燥的效果。 加热除湿方式：采用专用烘房，通过燃烧煤、煤气、电力、地热、蒸汽等，使烘房温度升高和保持，并采用专用设备排湿，达到烘干效果。脱水、除湿和干燥。(2)干燥过程的质量控制
- 1.干燥温度。 35-50℃。 在保证除湿效果和效率的前提下，可以采用低温干燥。 同时，干燥温度不宜设置过高。 当温度超过50°C时，模型容易出现胶体软化、脱落等问题。
- 2.升温速度。 加热速度不宜过快，控制在5-10℃/小时。 如果加热速度过快，涂层容易出现裂纹、分层甚至剥落。
- 3. 干燥时间。 根据具体干燥设备、环境和型号的复杂程度和大小，一般来说，第一道涂层的干燥时间应控制在8-12小时或更长时间。 第二道涂层的干燥时间应控制在16-24小时或更长时间，第三道涂层的干燥时间应控制在20-24小时或更长时间。 原则上，应在每次通过之间进行称重检查。 确认完全干燥后，应进行下一次油漆。
- 4.涂层修复和修复。
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