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周海:球鐵消失模涂料的特性分析

(赤峰福茲科技服務有限公司,內蒙古赤峰024005

摘要:介紹了消失模涂料的基本組成及性能要求,以及消失模涂料的制備、涂掛和干燥工藝流程。使用產品圖介紹了涂料使用的效果。

關鍵詞:消失模涂料;組成;性能;應用效果

涂料是消失模鑄造非常重要的材料之一;他對產品的內在和外在質量有著很大的影響;尤其在生產球鐵產品時;在解決積碳夾渣缺陷方面;涂料更是非常重要的因素之一。目前國內大部分廠家使用的涂料在生產灰鐵產品時問題都不大;但是在生產球鐵產品時因為涂料的性能達不到要求;所以沒能有效的解決積碳夾渣方面的缺陷;導致很多廠家不能生產有加工要求的球鐵產品。這也是目前國內廠家普遍存在的問題。

消失模涂料是由耐火骨料、填料、有機粘結劑、無機粘結劑、懸浮劑、表面活性劑、消泡劑等組成;在消失模鑄造過程中起到支撐、耐擦洗、耐高溫、液態吸附(吸附泡沫模型高溫下的液體殘留物)、排氣等作用。鑄鐵和鑄鋼用的消失模涂料需要有;良好的液態吸附性;良好的透氣性;良好的耐火度;良好的懸浮性;良好的觸變性;良好的浸潤性和良好的流平性。而消失模鑄鋁涂料除了以上的性能外還需要有良好的保溫性。在消失模涂料所有的特性中;液態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鐵產品的工藝時;我們都希望負壓越低越好;因為在高負壓的作用下;鐵水在澆注時會產生射流和紊流;會將泡沫塑料包卷在鐵水里面無法排出;最終產生內部的夾渣和積碳缺陷;同時高負壓度會讓鐵水的爬壁趨勢增大;同時鐵水因瞬間無法供足氣化區域從而會造成鐵水的上下波動起伏;產生夾渣和重皮以及表面的積碳缺陷。為了避免這樣的缺陷;我們希望負壓在滿足排氣需要的情況下越小越好。根據多年生產球鐵的檢驗;做加工的球鐵產品時;負壓最好不要超過0.3bar;而這個數值是在澆注初始時設定的數值;在澆注過程中最低的真空度只要不低于0.1bar就可以;在澆注過程中不要人為的去改變負壓值。但是;很多的廠家即使清楚這個道理;但是卻無法實現低負壓澆注;根本的原因是涂料的綜合性能達不到要求;低負壓下澆注會出現澆不足;冷隔以及鐵水反噴的現象。

那么涂料到底需要達到什么樣的性能才能符合使用要求呢?我們結合鐵水充型的過程來分析一下。

首先;在高溫鐵水和泡沫塑料接觸的過程中;泡沫塑料會有一個短暫的液化過程然后才會氣化;而涂料需要將短暫液化過程產生的液態產物吸附到涂料中;等后續的高溫鐵水流過時將其一部分氣化;這就是涂料最重要的性能—液態吸附性!而氣化后的氣體在負壓的作用下通過涂料的空隙排走;這就是涂料的另外一個性能—透氣性;具有液態吸附性的涂料透氣性一定很好;但是透氣性好的涂料卻不一定具有液態吸附性!而具有液態吸附性的涂料可以在很低的負壓或者說沒有負壓的情況下將液態產物吸附到涂料中;而不具備液態吸附性的涂料只有依靠大負壓才能將很少一部分液態產物吸附到涂料中。其實我們都清楚;在砂箱排氣通暢的前提下;只要負壓存在就證明負壓吸氣的速度要大于泡沫塑料氣化的速度。所以我們在設定澆注初始的負壓值時;一般都會以澆注過程中最低負壓值不低于0.1bar為依據。

高郵市精誠液壓機械廠2008年上消失模項目生產揚州華鐵公司的火車缸套產品,而如圖1所示。材質奧貝球鐵,要求全部加工,外圓精車內圓珩磨,如圖2所示。山東某公司提供的設備工藝和涂料;歷時一年的時間沒有解決產品的夾渣積碳缺陷;FUZI公司(赤峰福茲科技服務有限公司)接手后;使用FUZI公司的涂料和工藝;缸套加工后的綜合成品率達到96%。

     

                          1 揚州華鐵公司:奧貝球鐵缸套,135公斤/        2 軸座QT65-45-12 出口美國

2014年;FUZI公司和山西華恩機械制造有限公司共同開發出口的球鐵輸送彎頭產品,采用FUZI公司生產的涂料,徹底解決了輸送彎頭的夾渣和積碳缺陷。如圖3所示。

 

3 輸送彎頭,QT65-45-12(要求X光檢測)

江蘇鉅源機械有限公司;以生產出口球鐵產品為主,設備及主要產品如圖4所示。


  

 

4 設備及主要產品

通過上面的分析我們不難看出;要想徹底解決消失模工藝生產球鐵產品的積碳和夾渣缺陷;所使用的涂料必須具有有著良好的液態吸附性。涂料只有具備這種性能才能保證泡沫的殘渣不會殘留到鑄件的內部和外表,從而保證鑄件的質量;而這種性能不是簡單的通過骨料及填料的性能來實現的,它是通過幾種有機粘結劑在不同溫度下逐步氣化從而形成微細的通道所形成的虹吸現象實現的,而這些微細通道的形成又和耐火骨料和填料的成分及配比有很大的關系。

目前國內用消失模工藝生產球鐵的廠家很多;但是大多生產一些供貨國內的要求很低的產品;很多產品是通過打磨修補和焊補來解決產品的外觀缺陷和加工缺陷的。雖然供貨時可以依靠關系得以驗收;但這并不代表廠家真正具備生產球鐵產品的能力。造成這種現象的原因一方面是消失模鑄造的工藝水平不過關,另一方面就是涂料達不到使用要求。目前,我國國內市場的質量要求已經在和國際接軌;面對不斷提升的質量要求;我們只有真正的解決了產品質量方面存在的問題;才能有能力去適應市場的需求;才能在競爭日趨激烈的環境下得以生存。

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作者簡介:周海,赤峰福茲科技服務有限公司,18904761366,www.fuzikj.com,fuzizhouhai@163.com


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