歡迎來到中國鑄造協會

中國鑄造協會logo精益求精鑄造典范

首頁 -> 技術專欄 -> 鋁合金消失模涂料流變行為的研究
文章詳情

鋁合金消失模涂料流變行為的研究

 吳國華 羅吉榮 黃乃瑜 王德義

 

摘 要 以自制的鋁合金消失模涂料為基礎,對消失模水基涂料的流變行為進行了深入研究。

關鍵詞:鋁合金 消失模涂料 流變行為

涂料是消失模鑄造的關鍵技術之一,同傳統的砂型鑄造相比,消失模鑄造涂料是涂掛在聚苯乙烯模樣表面而不是涂掛在鑄型或砂芯表面上,在施涂方法上采用浸涂或流涂工藝,極少采用涂刷或噴涂工藝。由于涂料對流變性的要求與施涂方法有關,因此消失模鑄造對涂料流變性的要求與普通砂型鑄造是不同的,故有必要對消失模涂料的流變行為進行研究。

1 涂料組分的流變性

  以自制的鋁合金消失模涂料為基礎,研究涂料的流變特性。涂料配方(質量分數)如下:硅藻土35%,珠光粉45%,云母10%,外加凹凸棒土2%,CMC0.3%,硅溶膠、白乳膠、聚丙烯酰胺、活性劑等適量,涂料密度1.34g/cm3。此涂料稱為AL-1涂料。大量澆注試驗表明,該涂料工藝性能優良,鑄件質量好。

  采用NXS-11型旋轉粘度計測定涂料的流變曲線,通過流變性能的測試,把在外力作用下引起的力學性能與涂料的微觀結構相結合,研究涂料的宏觀流變規律及微觀機理。首先分別測試了耐火骨料硅藻土、珠光粉、云母水懸浮液的流變曲線,結果表明它們均屬于脹流體,且屈服值很小,剪切應力的增長恒大于剪切速率的增長,其特點是剪切變稠,說明內部并不存在網狀結構,產生脹流體的原因可能是由于在靜止時,粒子間的空隙均為液體所充滿,隨著剪切速率的增加,顆粒排列被打亂,有些顆粒直接接觸使表觀粘度增加。

鈉膨潤土的流變曲線為塑性體,m=1。凹凸棒土水懸浮液形成網狀結構的能力強于鈉膨潤土。涂料中加入凹凸棒土有利于改善涂料的流變性能,這是由于凹凸棒土與鈉膨潤土的礦物結構不同所致。凹凸棒土是一種含水的鎂鋁硅酸鹽,屬于海泡石族,與其他粘土礦物相比,凹凸棒土的特點是比表面積大,吸附與脫色力強,其土漿具有粘性和觸變性,不易被電解質絮凝,并具有良好的熱穩定性。凹凸棒土晶胞中連接單元層的氧鍵易斷,它們在電鏡下常呈纖維狀、針狀、集合體成束狀、交織狀,單個晶體長度在幾μm以下,寬僅0.25 μm,與蒙脫石、高嶺石的形貌有明顯的差別。

  臨安鈉質膨潤土和嘉山凹凸棒土的膠質價、膨脹倍數、吸蘭量和燒結點見表1。由該表可知,凹凸棒土的膠質價稍低于臨安鈉質膨潤土,而它的燒結點則比臨安鈉質膨潤土高,凹凸棒土的吸蘭量較低,表明它可交換陽離子較少,其膠團的擴散層較厚,不像蒙脫石那樣容易被電解質絮凝,因此很適合于作為改善涂料流變行為的添加劑。

3 結 論

  (1) 所研制的鋁合金消失模涂料屬于帶屈服值的假塑性流體,具有較好的流變性

能。

  (2) 密度對涂料的流變行為有很大影響,密度減少,屈服值迅速下降,涂掛性、

滴淌性差,涂層減薄,故消失模涂料應控制涂料的密度,配好的涂料不允許隨便加

水。

  (3) 凹凸棒土具有很強的形成膠體的能力,它在比其他粘土低得多的濃度下就能

形成穩定的高濃度的懸浮液。凹凸棒土能大大改善消失模水基涂料的流變性,進而提

高涂料的工藝性能。

友情鏈接

企業鏈接

精品精品国产自在97香蕉