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周海:球铁消失模涂料的特性分析

(赤峰福兹科技服务有限公司,内蒙古赤峰024005

摘要:介绍了消失模涂料的基本组成及性能要求,以及消失模涂料的制备、涂挂和干燥工艺流程。使用产品图介绍了涂料使用的效果。

关键词:消失模涂料;组成;性能;应用效果

涂料是消失模铸造非常重要的材料之一;他对产品的内在和外在质量有着很大的影响;尤其在生产球铁产品时;在解决积碳夹渣缺陷方面;涂料更是非常重要的因素之一。目前国内大部分厂家使用的涂料在生产灰铁产品时问题都不大;但是在生产球铁产品时因为涂料的性能达不到要求;所以没能有效的解决积碳夹渣方面的缺陷;导致很多厂家不能生产有加工要求的球铁产品。这也是目前国内厂家普遍存在的问题。

消失模涂料是由耐火骨料、填料、有机粘结剂、无机粘结剂、悬浮剂、表面活性剂、消泡剂等组成;在消失模铸造过程中起到支撑、耐擦洗、耐高温、液态吸附(吸附泡沫模型高温下的液体残留物)、排气等作用。铸铁和铸钢用的消失模涂料需要有;良好的液态吸附性;良好的透气性;良好的耐火度;良好的悬浮性;良好的触变性;良好的浸润性和良好的流平性。而消失模铸铝涂料除了以上的性能外还需要有良好的保温性。在消失模涂料所有的特性中;液态吸附性是消失模涂料所特有的也是最重要的特性。

在制定有加工要求的球铁产品的工艺时;我们都希望负压越低越好;因为在高负压的作用下;铁水在浇注时会产生射流和紊流;会将泡沫塑料包卷在铁水里面无法排出;最终产生内部的夹渣和积碳缺陷;同时高负压度会让铁水的爬壁趋势增大;同时铁水因瞬间无法供足气化区域从而会造成铁水的上下波动起伏;产生夹渣和重皮以及表面的积碳缺陷。为了避免这样的缺陷;我们希望负压在满足排气需要的情况下越小越好。根据多年生产球铁的检验;做加工的球铁产品时;负压最好不要超过0.3bar;而这个数值是在浇注初始时设定的数值;在浇注过程中最低的真空度只要不低于0.1bar就可以;在浇注过程中不要人为的去改变负压值。但是;很多的厂家即使清楚这个道理;但是却无法实现低负压浇注;根本的原因是涂料的综合性能达不到要求;低负压下浇注会出现浇不足;冷隔以及铁水反喷的现象。

那么涂料到底需要达到什么样的性能才能符合使用要求呢?我们结合铁水充型的过程来分析一下。

首先;在高温铁水和泡沫塑料接触的过程中;泡沫塑料会有一个短暂的液化过程然后才会气化;而涂料需要将短暂液化过程产生的液态产物吸附到涂料中;等后续的高温铁水流过时将其一部分气化;这就是涂料最重要的性能—液态吸附性!而气化后的气体在负压的作用下通过涂料的空隙排走;这就是涂料的另外一个性能—透气性;具有液态吸附性的涂料透气性一定很好;但是透气性好的涂料却不一定具有液态吸附性!而具有液态吸附性的涂料可以在很低的负压或者说没有负压的情况下将液态产物吸附到涂料中;而不具备液态吸附性的涂料只有依靠大负压才能将很少一部分液态产物吸附到涂料中。其实我们都清楚;在砂箱排气通畅的前提下;只要负压存在就证明负压吸气的速度要大于泡沫塑料气化的速度。所以我们在设定浇注初始的负压值时;一般都会以浇注过程中最低负压值不低于0.1bar为依据。

高邮市精诚液压机械厂2008年上消失模项目生产扬州华铁公司的火车缸套产品,而如图1所示。材质奥贝球铁,要求全部加工,外圆精车内圆珩磨,如图2所示。山东某公司提供的设备工艺和涂料;历时一年的时间没有解决产品的夹渣积碳缺陷;FUZI公司(赤峰福兹科技服务有限公司)接手后;使用FUZI公司的涂料和工艺;缸套加工后的综合成品率达到96%

     

                          1 扬州华铁公司:奥贝球铁缸套,135公斤/        2 轴座QT65-45-12 出口美国

2014年;FUZI公司和山西华恩机械制造有限公司共同开发出口的球铁输送弯头产品,采用FUZI公司生产的涂料,彻底解决了输送弯头的夹渣和积碳缺陷。如图3所示。

 

3 输送弯头,QT65-45-12(要求X光检测)

江苏钜源机械有限公司;以生产出口球铁产品为主,设备及主要产品如图4所示。


  

 

4 设备及主要产品

通过上面的分析我们不难看出;要想彻底解决消失模工艺生产球铁产品的积碳和夹渣缺陷;所使用的涂料必须具有有着良好的液态吸附性。涂料只有具备这种性能才能保证泡沫的残渣不会残留到铸件的内部和外表,从而保证铸件的质量;而这种性能不是简单的通过骨料及填料的性能来实现的,它是通过几种有机粘结剂在不同温度下逐步气化从而形成微细的通道所形成的虹吸现象实现的,而这些微细通道的形成又和耐火骨料和填料的成分及配比有很大的关系。

目前国内用消失模工艺生产球铁的厂家很多;但是大多生产一些供货国内的要求很低的产品;很多产品是通过打磨修补和焊补来解决产品的外观缺陷和加工缺陷的。虽然供货时可以依靠关系得以验收;但这并不代表厂家真正具备生产球铁产品的能力。造成这种现象的原因一方面是消失模铸造的工艺水平不过关,另一方面就是涂料达不到使用要求。目前,我国国内市场的质量要求已经在和国际接轨;面对不断提升的质量要求;我们只有真正的解决了产品质量方面存在的问题;才能有能力去适应市场的需求;才能在竞争日趋激烈的环境下得以生存。

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作者简介:周海,赤峰福兹科技服务有限公司,18904761366www.fuzikj.comfuzizhouhai@163.com


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