欢迎来到中国铸造协会

中国铸造协会logo精益求精铸造典范

首页 -> 技术专栏 -> 铝合金消失模涂料流变行为的研究
文章详情

铝合金消失模涂料流变行为的研究

 吴国华 罗吉荣 黄乃瑜 王德义

 

摘 要 以自制的铝合金消失模涂料为基础,对消失模水基涂料的流变行为进行了深入研究。

关键词:铝合金 消失模涂料 流变行为

涂料是消失模铸造的关键技术之一,同传统的砂型铸造相比,消失模铸造涂料是涂挂在聚苯乙烯模样表面而不是涂挂在铸型或砂芯表面上,在施涂方法上采用浸涂或流涂工艺,极少采用涂刷或喷涂工艺。由于涂料对流变性的要求与施涂方法有关,因此消失模铸造对涂料流变性的要求与普通砂型铸造是不同的,故有必要对消失模涂料的流变行为进行研究。

1 涂料组分的流变性

  以自制的铝合金消失模涂料为基础,研究涂料的流变特性。涂料配方(质量分数)如下:硅藻土35%,珠光粉45%,云母10%,外加凹凸棒土2%CMC0.3%,硅溶胶、白乳胶、聚丙烯酰胺、活性剂等适量,涂料密度1.34g/cm3。此涂料称为AL-1涂料。大量浇注试验表明,该涂料工艺性能优良,铸件质量好。

  采用NXS-11型旋转粘度计测定涂料的流变曲线,通过流变性能的测试,把在外力作用下引起的力学性能与涂料的微观结构相结合,研究涂料的宏观流变规律及微观机理。首先分别测试了耐火骨料硅藻土、珠光粉、云母水悬浮液的流变曲线,结果表明它们均属于胀流体,且屈服值很小,剪切应力的增长恒大于剪切速率的增长,其特点是剪切变稠,说明内部并不存在网状结构,产生胀流体的原因可能是由于在静止时,粒子间的空隙均为液体所充满,随着剪切速率的增加,颗粒排列被打乱,有些颗粒直接接触使表观粘度增加。

钠膨润土的流变曲线为塑性体,m=1。凹凸棒土水悬浮液形成网状结构的能力强于钠膨润土。涂料中加入凹凸棒土有利于改善涂料的流变性能,这是由于凹凸棒土与钠膨润土的矿物结构不同所致。凹凸棒土是一种含水的镁铝硅酸盐,属于海泡石族,与其他粘土矿物相比,凹凸棒土的特点是比表面积大,吸附与脱色力强,其土浆具有粘性和触变性,不易被电解质絮凝,并具有良好的热稳定性。凹凸棒土晶胞中连接单元层的氧键易断,它们在电镜下常呈纤维状、针状、集合体成束状、交织状,单个晶体长度在几μm以下,宽仅0.25 μm,与蒙脱石、高岭石的形貌有明显的差别。

  临安钠质膨润土和嘉山凹凸棒土的胶质价、膨胀倍数、吸兰量和烧结点见表1。由该表可知,凹凸棒土的胶质价稍低于临安钠质膨润土,而它的烧结点则比临安钠质膨润土高,凹凸棒土的吸兰量较低,表明它可交换阳离子较少,其胶团的扩散层较厚,不像蒙脱石那样容易被电解质絮凝,因此很适合于作为改善涂料流变行为的添加剂。

3 结 论

  (1) 所研制的铝合金消失模涂料属于带屈服值的假塑性流体,具有较好的流变性

能。

  (2) 密度对涂料的流变行为有很大影响,密度减少,屈服值迅速下降,涂挂性、

滴淌性差,涂层减薄,故消失模涂料应控制涂料的密度,配好的涂料不允许随便加

水。

  (3) 凹凸棒土具有很强的形成胶体的能力,它在比其他粘土低得多的浓度下就能

形成稳定的高浓度的悬浮液。凹凸棒土能大大改善消失模水基涂料的流变性,进而提

高涂料的工艺性能。

友情链接

企业链接