熔模铸造涂料工艺性能的控制

熔模铸造涂料工艺性能的控制 一、前言 “制壳”是熔模铸造生产中最重要的工序之一。精铸件的废品与返修品中有60-80%是因型壳质量不良而造成。型壳质量除受原辅 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 (粘结剂、硬化剂及耐火砂粉料)、制壳生产环境(温度、湿度等)和操作者技术水平影响外，其主要的决定性因素是“涂料工艺性能”的优劣。上述诸多因素直接与型壳强度、高温抗变形能力、透气性、热膨胀率、热化学稳定性等有关。实践证明，精铸件上许多表面缺陷(毛刺、麻点、结疤、披锋、流纹、气孔分层夹砂等)和型壳的质量事故(穿钢、漏壳、变形、开裂等)常因上述因素产生，其中最重要又薄弱的环节是制壳生产中对涂料工艺性能检测和控制的缺失。目前国内无论是已有近60年生产生产历史的水玻璃型壳或从国外引进已20年的硅溶胶型壳的企业，生产中绝大多数仍只限于用一个“流杯粘度计”来控制涂料质量。虽然早在1985年，我国精铸业已颁布了“熔模铸造涂料试验方法”(JB4007-85)行业标准，但至今未能全面贯彻和执行，无疑这正是我国精铸件质量不稳定，返修率、废品率高，一次合格率低，质量事故频繁的重要原因之一。 国外精铸十分重视“涂料质量”的管理[1][2],日本、美国等早就对硅溶胶涂料工艺性能进行有效的管理和控制。我国精铸界同仁应认真学习，迎头赶上。 我国目前主要有两种精铸制壳工艺，即水玻璃和硅溶胶涂料。其——————————————————————————————————————————————— 工艺性能指标虽然不同但控制和管理方法基本相同。涂料工艺性能的稳定是精铸件质量稳定的必要条件。 二、涂料工艺性能的内容及定义 1、流动性—涂料在蜡模(组)表面流动能力的大小及其流平性和流淌性的高低。 2、覆盖性—涂料在蜡模(组)表面覆盖能力的大小(润湿性或涂挂性能的高低) 及在一定流淌时间内，涂料层平均厚度值的大小。 3、致密性—在一定覆盖性和流动性前提下，涂料内部致密程度的高低(粉料的 体积浓度)。 4、稳定性—涂料中的粘结剂“胶凝”(老化)程度的高低和速度的快慢(涂料的 使用寿命长短)。 5、均匀性—涂料层的均匀及洁净程度。 1 6、悬浮性—涂料中粉料重力沉降倾向的大小或涂料在静置一定时间后上下层致 密性的差别程度。 三、涂料各工艺性能对型壳或铸件质量的影响 1、流动性的影响: 涂料流动性差将很难形成厚薄均匀的涂层，难以顺利流入蜡模的——————————————————————————————————————————————— 复杂型腔，涂料常会滞留、堆积造成干燥(或硬化)不透，使型壳在该处脱蜡或焙烧时产生裂纹，引起穿钢、披锋等缺陷，尤其对于中大件(W>10-200kg)或复杂件，流动性更是涂料最基本的性能要求。 2、覆盖性的影响: 若表面层涂料对蜡模湿润能力差(涂挂性差)，不能使涂层在蜡模上100%覆盖，则铸件表面会有“结疤”、“桔皮”等缺陷。涂层(表面层或背层)均应有一定厚度要求，过厚则难干燥(硬化)透，型壳易分层、开裂，造成铸件表面“夹砂”、气孔(透气性差);涂层过薄则在撒砂较粗时会使型壳表面出现“蚁孔”，造成铸件表面“毛刺”，同时由于干燥或“硬化”过度会使型壳表面产生裂纹，导致铸件表面披锋，飞翅、流纹等缺陷出现。第一二层型壳的厚、薄决定了铸件表面质量，背层涂层则决定了型壳整体强度。 3、致密性的影响: 表面层涂料致密性高低，直接影响型壳及铸件表面质量。高致密度涂层能获得平整、光洁无蚁孔、美观的型壳内表面，铸件相应表面粗糙度细、缺陷少，可大大降低铸件返修率(少焊补、打磨)。背层致密度高则型壳强度高，不易开裂，当然，过高的致密性涂料会增加成本(粉料多)，加速涂料“老化”(粘结剂薄膜过薄)。粘结剂过少时型壳强度低，表面易出现微裂纹，背层型壳易开裂、漏钢。 4、稳定性的影响: 涂料“老化”，即粘结剂在制壳前已有“凝胶”存在，会使型壳表面层缺陷增多:分层、结疤、开裂、落砂、夹砂、粗糙等。而且型——————————————————————————————————————————————— 壳整体强度下降(背层涂料也老化时)，还会影响涂料其他工艺性能:流动性下降，覆盖性增大，致密性大大降低。 5、均匀性的影响: 表面层均匀性高低直接影响到铸件表面质量。由于涂挂性差会产生“结疤”。 2 均匀性差会引起局部表面“毛刺”;洁净度差(涂料中有蜡屑、粉粒、粗砂)会产生麻坑、毛刺。不均匀的的涂层型壳平面上易开裂(硬化或干燥后)，铸件表面会产生披锋、“流纹”。背层均匀性差，型壳浇注、焙烧时易开裂。均匀性是涂料质量的基本要求之一。 6、悬浮性影响: 涂料(桶)上下工艺性能不一致，直接会导致型壳涂层厚薄及致密性不同。硅溶胶涂料悬浮性差，粉料沉降快，为保持涂料的悬浮性，必须24小时低速搅拌，水玻璃涂料也应在浸涂时充分搅拌。对于悬浮性差的涂料，边搅拌边涂挂是最理想、合理的涂制方法。 四、涂料工艺性能的影响因素 <一>涂料的流变特性: 1、流体按流变特性分两种:牛顿流体和非牛顿流体。 水玻璃与硅溶胶涂料均属于非牛顿流体，主要特点是其剪切应力τ与剪切速率v不成正比，因而它没有一个固定的绝对“粘度值”η，只有一个随剪切应力τ大小变化的“表现粘度”ηa，它是涂料“稠度”的大小度量[3]。在生产中用流杯(ηΦ6、ηΦ4或η Φ4Φ5)按一定体积涂料流尽的时间来计算，这就是“条件粘度”——————————————————————————————————————————————— 如ηΦ6或η等，它等同于“表现粘度”ηa。条件粘度η Φ6或ηΦ4大，则ηΦ6或ηΦ4与表现粘度ηa无理论关系，但有相关关系，即η 成立。 a也大，反之也 2、水玻璃—石英粉涂料是具有较低屈服值τy的“胀塑性”流体，而水玻璃—铝 硅系耐火粉料的涂料是属于有较高屈服值τy的“胀塑性”流体。其主要特点是随剪切速率v增大其表现粘度ηa也会增大，即它具有“剪切增稠”效应，涂料在搅拌或自然流动时(等于剪切)ηa会增大，而且只有剪切应力τ大于涂料屈服值(涂料内部结构阻力)τy时(τ>τy)，涂料才会流动。 3、硅溶胶—锆英粉(或铝硅系粉料)涂料是低屈服值的“假塑性”流体。其特 点是随v增大ηa会减小，即“剪切稀释”效应，因而硅溶胶涂料在模组上流动或搅拌时其表现粘度ηa会降低，故它比水玻璃涂料流动性要高得多。 3 <二>涂料流动性影响因素: 1、涂料流动性高低主要影响因素是涂料的屈服值τy，其次是表现粘度ηa(即条件粘度η Φ6、ηΦ4)及流型的类别。 单一用测定涂料的条件粘度η Φ6 ——————————————————————————————————————————————— 不能全面真实地反映涂料的流动性高低。 涂料流动性应该用JB/T4007-1999标准中“流动长度法”来测定，既直观又合理。涂料的流动长度L与粘度η Φ6 及涂层厚度三者关系可通过试验予以确定。表一 Φ6及δ 是测定了不同产地的石英粉料与水玻璃配成的涂料L，η 表一 水玻璃—石英粉涂料工艺性能 的数据。 注:?水玻璃ρ=1.254g/cm3 M=3.54 n=1.0 t=15? ?δ= G 310(mm)见下节。 S?p涂 由表一数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 可得出下述几点结论: 1)涂料的δ和η3#，6#(n相同时); 2)粉液比n相同时涂料流动L值与δ关系密切，δ越大，L越小，反之δ小则L值大，流动性好;(1#，5#，2#，4#，3#，6#依次δ减小，L依次增大) 3)由表一测试结果可知，代表涂料屈服值τy大小的涂层厚度δ是影响涂料流动性的主要因素，其次才是η Φ6。 ——————————————————————————————————————————————— Φ6越高，其流动性越差，即 Φ6 相同(近)时其流动性L值也相同(近)，如表一中的 4)当涂料n和δ相同时涂料粘度η反之η Φ6越低，其流动性越好，即 L值越小; L值越大。(如表一中的2#，4#) 5)由上结论可知: 4 ?仅凭η如Φ6一个粘度参数不能正确反映涂料流动性高低。 Φ6高的1与2，虽然nΦ6低的##相同，但由于δ不同，其粘度值η 倍。 1#涂料:η 2涂料:η#2#涂料其流动性反比η1#高一1Φ62 Φ6=21(s)，L=44mm =50(s)，L=84mm Φ6?当涂料粉液比,(严格说是涂料的致密性K值)与δ值相同时，则η 可以代表其流动性高低(η。生产中ηΦ6Φ大流动性差，反之ηΦ小流动性好) Φ值来代表比L更容易检测、操作方便，故在n(K)，δ相同时可用ηL值反映 ——————————————————————————————————————————————— 出涂料的流动性高低。当然如前分析，若δ相同，n(K)值不同的涂料，其相同流动性L对应的ηΦ6也略有不同(在一定范围内)。 <三>涂料覆盖性的影响因素: 1、影响涂挂性的因素，主要有 (1)涂料对模料的润湿性:水基涂料如水玻璃、硅溶胶对蜡基模料润湿性很差(润湿角θ,90?)，而醇基涂料如硅酸乙脂则有良好涂挂性(θ,90?)。生产中只要在涂料中加入0.1-0.3%的 JFC(占粘结剂重量)即可减小θ，改善润湿性。 (2)相同粘结剂,但低温蜡比中温蜡润湿性较好.这是因为低温蜡表面比中温蜡粗糙度粗,而且其中含有硬脂酸。其他蜡基、树脂基中温蜡不含硬脂酸，其涂料性不如低温蜡。 (3)高粉液比即高致密度的涂料比粉液比n(K)低的涂料涂挂性好，覆盖性高。 2、影响涂层厚度δ的因素:只有在涂挂性(润湿性)达到100%时涂层厚度δ才有实际意义。 (1)涂料的屈服值τy是影响δ的主要因素，其次是涂料密度ρ δ=τy/ρ涂2g2sinθ涂。 ??? 当θ=90?时(涂层垂直于水平线) 5 δ=τy/ρ 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ?中:τy—涂料屈服值; ——————————————————————————————————————————————— ρ涂—涂料密度; 涂2g ??? g—重力加速度; θ—涂层与水平面夹角。 由公式?可知:涂层平均厚度δ与涂料的屈服值τy成正比，与涂料密度 ρ涂呈反比关系。 (2)涂料的屈服值τy的大小主要由:粘结剂的密度ρ液及涂料的致密性K%(即涂料中粉料的体积浓度)和粉料中微粉(粒径0.2-10um)含量W0%有关。ρ液，K%，W%越大则τy也越高，其中主要因素是W0%。 <四>涂料致密性的影响因素: 涂料的致密性可用其中耐火粉料的体积浓度K(%)来代表。 K=ρ涂?W3100% ??<1> ρ粉 W=W粉3100% ??<2> W粉，W液 W粉 ??<3> W液 n= W=n3100% ??<4> n，1 公式<1>中:ρ涂—涂料密度(g/cm3); W—涂料中粉料的含量(质或重量%); ρ。 粉—粉料的真密度(g/cm3) 公式<2>中:W粉—粉料质(重)量(g); W液—粘结剂质(重)量(g)。 公式<3>中:n—涂料中粉料质量与粘结剂质量的比例(粉液比)。 6 ——————————————————————————————————————————————— ρ涂? ( 将公式<4>代入公式<1>则得:K= n ) ，3100% ??<5> ρ粉 公式<5>中ρ 涂= ρ粉?ρ液(n?1) ??<6>(详见下节) ρ粉，nρ液 将<6>代入<5>则得 ??<7> 公式<7>表明了涂料致密性K%与粉液比n的关系; 由公式<7>还可知: (1)不同密度和类别的粘结剂及粉料组成的涂料其致密性可统一用涂料中粉料的体积密度K%来计算和表达，比用n更准确。粉液比n只在相同密度的粘结剂和相同密度的粉料组成涂料时，n与K才有对比价值，反之则无对应关系。如锆英粉—硅溶胶涂料n=3.4，而石英粉—硅溶胶涂料n为2.0，但两种粉料与硅溶胶配成的涂料其K值则相同(47.7%，由公式<7>计算出)，由表二更可反映这一结果:不同粉料的硅溶胶涂料n虽不同则K基本一致(Kcp=47.5%) 表二 硅溶胶与常用粉料配制的面层涂料致密性K% 注:?硅溶胶ρ液=1.21?0.01(g/cm3) ——————————————————————————————————————————————— ?涂料粘度η Φ6 =35-45(s) ?锆英粉为澳大利亚进口原矿(砂)经我国加工的粉料,其余均为国产原料，自然加工的粉料。 ?涂料粉液比范围为实际配置涂料的粉液比n值(η?平均涂料Kcp=47.5% Φ6 =35-45s) (2)影响涂料致密性K的主要因素是: ρ液，ρ粉和n值。 正常生产条件下，粉料种类的选择一般根据型壳的性能要求确定。表面层目 7 前主要是有表二所述的这几种耐火料，背层则大多数为铝硅系(Al2O3—SiO2)耐火材料(ρ。 粉=2.65-3.00 g/cm3) 液基本相同 精铸涂料用粘结剂一般仅有硅溶胶及水玻璃两种，硅溶胶ρ (ρ，而水玻璃ρ液一般也在液=1.21?0.01g/cm3)1.28-1.320 g/cm3之间(表面层)，由上可知，影响K%的主要因素是n值。 (3)涂料粉液比n的确定是只有在保证涂料δ一定值及η 有意义。 <五>涂料稳定性的影响因素: 一切会使涂料中的粘结剂“胶凝”速度加快的因素就是影响涂料稳定性的因素: ——————————————————————————————————————————————— (1)硅溶胶:涂料中粘结剂的胶凝主要靠水分的挥发(失水)。24小时的连续搅拌涂料会升温、胶体粒子有自发凝聚倾向、分子布朗运动及涂料水分的挥发均是使硅溶胶逐渐“老化”析出硅凝胶(SiO2)的原因。 (2)水玻璃涂料常因室温过高(缺少恒温条件时)及与硅溶胶相同等上述各种原因，加之空气中CO2对水玻璃的“促凝”作用，Na2O2mSiO22nH2O+CO2?mSiO22(n-1) H2O+ Na2CO3+H2O也会使其逐步“老化”。生产中涂料表面的“硬皮”即是空气中CO2 的“硬化”现象的证明，也是在铸件表面出现“结疤”和“分层”缺陷的原因之一。 (3)粘结剂使用前在生产厂长期存放，硅溶胶在低温下冻凝或水玻璃、硅溶胶在高温下长时间升温均会加速粘结剂“老化”，粘结剂或涂料老化的主要征兆是其密度ρ液或ρ涂明显增高。 Φ6一定范围内才 <六>涂料均匀性的影响因素 1、涂料在蜡模(组)上分布均匀与否，主要决定于其流动性，流平性和流淌性。 影响这三大性能的主要因素是涂料屈服值τy的高低，其次是粘度η 大小。涂料τy值主要决定于其覆盖性δ。涂层厚度δ高的涂料即使ηΦ6的Φ很低，流动性也很差，涂料往往会堆积。用过细的石英粉(300-500目)配制水玻璃涂料，由于微粉含量W0高(W0=40-75%)——————————————————————————————————————————————— 屈服值τy过高，虽然用降低ηΦ6的方法(由40s降为20s)，δ略有降低，但涂料仍有堆积，均匀性差，因为降低粉液 8 比n(涂料中补加水玻璃)后粘度虽有较大下降，但δ值降低较少，故虽η下降了50%而细粉量W%降低很少，流动性仍未见提高，涂料均匀性未改善。 2、涂料“流型”对其均匀性有影响 Φ6 如前所述水玻璃涂料有“剪切增稠”作用(胀塑性流体)而硅溶胶涂料有“剪切稀释”作用(假塑性流体)，因而后者比前者流动性好得多，而且均匀性也高。 4、涂料中JFC润湿性加入量多少，也影响涂料的涂挂性和均匀性 加入量少的涂层上有明显不均匀花纹。蜡模组未经清洗常带入涂料许多蜡屑，或涂料搅拌时间短，速度慢，粉粒(团)难以破碎均会使涂料均匀性不良。硅溶胶涂料大多在低速搅拌机(v=22-33 r/min)中配制涂料或加粉搅拌(不经过筛)，往往粉粒难破碎彻底，涂层上会存在粉粒，均匀性不合格。涂料中加入少量的“增稠剂”能大大改善其均匀性，提高覆盖性(使δ增大)及悬浮性。 <七>涂料悬浮性影响因素: 涂料中粉料密度ρ粉，粘结剂密度ρ液对涂料悬浮性有主要影响。水玻璃涂 液也大得多，锆英粉—硅溶胶涂料ρ粉大料的悬浮性比硅溶胶好得多，其ρ ——————————————————————————————————————————————— (4.6g/cm3)，ρ，悬浮性最差，往往要液小(1.21 g/cm3)24小时搅拌才不会沉降板结。由于水玻璃的ρ液=1.28-1.35 g/cm3比硅溶胶高得多,即使ρ粉=4.08 g/cm3(白刚玉粉)，悬浮性也远高于硅溶胶涂料。 涂料悬浮性由粘结剂及粉料性质决定难以调正，只能靠加入增稠剂(悬浮剂)解决，因悬浮性低会影响其他性能如涂料均匀性，覆盖性等。充分和及时的搅拌是最有效的解决方法之一。 五、涂料工艺性能间的关系 <一>工艺性能间的定性关系: 1、涂料的覆盖性(平均厚度)δ是必须保证的重要性能，因而要求涂料有一定的屈服值τy，但要有较高流动性L，τy值则要低，即在δ和致密性n(K%)一定时涂料粘度ηΦ6要低(ηΦ6受到δ，n值得限制)。当然，过低的ηΦ值，n和δ可能均会偏低。 可见L，δ，n(K%)三项工艺性能相互制约均有一定控制范围，三者必须 9 兼顾，不能顾此失彼。 2、涂料的稳定性ρ涂与致密性n(K%)有密切关系。K值大，粉料体积密度随着增大，粉料比表面积也增大，粘结剂在粉粒周围的薄膜平均厚度减薄，涂料中的SiO2硅胶失水胶凝速度就会加快，涂料“老化”加速，稳定性降低(涂料使用寿命降低)，因而考虑到涂料的稳定性，其致密性n也不应过高(涂层致密性并非越高越好)。 3、悬浮性差的涂料大多其均匀性也差，必须采取措施(加入增——————————————————————————————————————————————— 稠剂及不间断搅拌)，才能保证均匀性达到要求。涂料致密性低或粘度低则悬浮性也差。 <二>工艺性能间的定量关系: 公式<1><2><3><4><5><6>阐明了各工艺性能间的定量关系。其中公式<1>是基本公式，其余各式<2><3><4>均由式<1>推演而得。 ρ涂=ρ粉?ρ液(n?1)??<1> ρ粉，n?ρ液 nρ涂?ρ液??<2> n?ρ液,ρ涂，ρ液ρ粉= ρ液=ρ涂?ρ粉 ??<3> ρ粉(n，1),nρ涂 n=ρ粉/ρ液?ρ涂,ρ粉??<4> ρ粉,ρ涂 G310(mm)??<5> S?p涂δ= G=S3 K=δ3ρ10涂(g)???<6> n?ρ液3100%??<7> ρ粉，nρ液 涂—涂料密度(g/cm3) 粉—粉料的真密度(g/cm3) 液—粘结剂密度(g/cm3) 式中: ρρρ 10 n—涂料粉液比n=W粉 W液 δ—涂料层平均厚度(mm) G—涂层上涂料净质(重)量(g) S—涂层总面积(cm2) K—涂料中粉料体积密度(%) ——————————————————————————————————————————————— 附:涂层面积S1=6036032=76.8 cm2(长3宽3厚) S2= 4031032=35.2 cm2(长3宽3厚) 六、涂料工艺性能要求和其参数的确定 <一>涂料的工艺性能要求: 涂料应具有的工艺性能—— 1、较好的流动性L(包括良好的流平性，一定的流淌性) 2、适当的覆盖性δ(100%的涂挂性的前提下) 3、较高的致密性K(即n) 4、较好的稳定性(ρ涂增高慢，使用寿命长) 5、良好的均匀性(均匀而洁净) 6、较高或稳定的悬浮性(f%值稳定) <二>涂料主要性能参数的确定: 1、覆盖性δ(涂层平均厚度)的确定 根据长期生产实践和典型工艺。δ值可按铸件净重G选用。 (1)硅溶胶—锆英粉(表面层)涂料 δ=0.07-0.10(mm) (2)水玻璃—石英粉(表面层)涂料 各种涂料的背层或其他种类涂料的表面层δ值可通过生产实践确定其合适 11 范围值。 2、致密性n(K%)的确定 (1)硅溶胶—锆英粉(表面层)涂料 ——————————————————————————————————————————————— n=3.8-4.4(K=50-54%) (2)水玻璃—石英粉(表面层)涂料 (3)水玻璃—白刚玉粉(表面层)涂料 3、流动性L(mm)的确定 当涂料的δ及n值确定后涂料的η度η Φ6可以代表流动性 L。在生产现场时用粘 。 Φ6可真实反映涂料流动性高低(检测方便) Φ6的确定方法: (1)涂料粘度值η a)首先将每批粉料与粘结剂按不同粉液比n配制涂料，测出其 不 同n时的粘度值ηb)绘制n—η Φ6及涂层厚度δ 值。 Φ6关系曲线图。 Φ突然增大时的 c)找出其临界η?Φ值即η 围内η n值。找出n，δ在合格范 Φ的范围。(ηΦ?ηΦ?) 例1、硅溶胶—锆英粉涂料 ——————————————————————————————————————————————— 某种锆英粉与硅溶胶配制涂料n—η Φ6关系值并测定涂料的δ 值列于表六 表六 12 注:(1)ηΦ4为詹氏杯所测粘度值。 (2)表七为詹氏4#杯，5#杯及中国6#标准杯的互换值。 不同流杯测定的涂料“条件”粘度换算值 表七 由表可知: <1>本批锆英粉与硅溶胶配制成的涂料，其n—η Φ6关系曲线见下图一。 粉液比n 涂料粘度ηΦ6(s) (图一) 13 <2>粉液比n从3.0-4.0变化很大，但δ值变化极小，原因是δ=G?10(mm)S?p涂 涂及中由于n增大时，η 时增大。 Φ值呈指数增加，且由于粉料重量W粉增大，ρG值同 按上式δ与G呈正比关系，与ρ涂呈反比关系，因为G与ρ涂对δ的影响相互抵消，因而n增大很多时(n=3.0-4.0)，δ值变化极——————————————————————————————————————————————— 小。 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 靠增大n值或提高ηΦ值来提高δ值是不现实的。 <3>涂料粘度ηΦ6(流动性)的确定 Φ6曲线可知: Φ6增加 Φ6增加 Φ6增加由图一的n—ηn由3.4增至3.6时，ηn由3.6增至3.8时，ηn由3.8增至4.0时，η8(s); 10(s); 23(s); 可见n=3.8是粉液比的临界点，此时粉料间已有接触，涂料内部阻力增大，流动性ηΦ6急剧增加，反映出流动性L骤然降低，因而此时的η 0Φ6也是涂料粘度的临界值η0 Φ6。在选择ηΦ6范围值时应小于ηΦ6才能保证涂料有较高的流动 n=3.6-3.7，性L。由上分析合理的粘度范围应为η，此时粉液比Φ6=23-28(s) δ=0.07mm。涂料的流动性虽较好但覆盖性δ和致密性n(K)偏低，处于下限值。说明这种锆粉细粉含量较少W%值偏低且级配不够好。 例2、石英粉-水玻璃涂料 某地生产270目精制石英砂与M=3.32，ρ 层涂料，工艺性能实测数据如表八。 表八 ——————————————————————————————————————————————— g/cm3水玻璃配制的表面液=1.320 14 本批石英粉-水玻璃配制成的涂料，其n—ηΦ6关系曲线见下图二。 n 1.15 1.05 涂料粘度ηΦ6(s) (图二) 由表八及图二可知: 当n=1.10，ηΦ6=32(s)时达到临界点，但其δ值偏低(δ=0.193mm)， Φ6=38-42而工艺要求δ=0.25-0.35mm，故为兼顾 δ值，应选用n=1.13-1.14，η (s)为宜。经测定在ρ液=1.280 g/cm3，此涂料的ηΦ6 =40(s)时，n=1.280(要求值为1.2-1.4)致密性合格，η (1)涂料的ηΦ6应满足δ Φ6也合适。由上两典型表面层例子可知:，n均在要求范围内选择。若ηΦ值超过临界值，说明粉料本身级配不良或细粉含量w%偏低或过高，应及时更换或调整粉料。 (2)η 找出η Φ6值对于每批粉料不是固定不变的范围值，故应根据n—ηΦ6对应曲线Φ6的临界值，满足ηΦ6?，而且δ及n均在要求范围内。 15 ——————————————————————————————————————————————— 4、涂料稳定性的确定 (1)涂料稳定性应由涂料中粘结剂的“密度”变化来反映，在粘结剂密度合格的前提下，新配涂料不存在稳定性问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。若发现涂料配制后尚未使用，在存放短时间(24小时)内，稳定性变化超出规定范围则说明粉料成分不合格(如粉料中电介质或有杂质超过规定与粘结剂有促凝反映，使SiO2凝胶，在配制时已析出)应停止使用查明原因。 涂料的稳定性可直接用涂料密度ρ SiO2凝胶的出现使ρ 试验已证实: <1> 涂料中的硅溶胶密度由原ρ液=1.21g/cm3(SiO2?30%)增高到?1.270 “老化”的涂料是由于涂的增加来反映，液增大，导致ρ涂的超标。 g/cm3(SiO2?35%)时说明粘结剂已老化，不能用于生产。 <2>涂料中的水玻璃密度由新配涂料时的 ρ液=1.280g/cm3增至1.340 g/cm3(表面层涂料) 1.380 g/cm3(表面层涂料或背面层涂料) 1.420 g/cm3(背层涂料) 或ρ或ρ液=1.320g/cm3增至液=1.350g/cm3增至 则说明上述涂料已“老化”稳定性不合格不能使用，否则型壳或铸件质量将不能保证。 (2)通过对涂料密度的测定(ρ ——————————————————————————————————————————————— 在生产中，涂料工艺性能η 疑会反映在ρ 公式ρ 故其η ρ涂)就可反映出涂料中粘结剂密度的变化，因Φ6，n，δ等均有一定的控制范围。ρ仍合格)。 粉及粉液比液的增加，无涂的增大(ηΦ6，n，δ涂=ρ粉?ρ液(n?1)中，ρρ粉，n?ρ液n在每批粉料配制时已确定，Φ6，n，δ三项指标合格前提下唯有ρ液变化才会引起ρ涂的增高。故当 ，稳定性已不合格，ρ涂的上涂超过规定值范围上限时说明涂料已开始“老化” 液=1.21-1.27g/cm3代入上式就可求出限值则可通过上述公式计算。例如硅溶胶ρ 16 ρ涂的上下限，其上限为涂料“老化”的开始临界点。 如:某批锆英粉材料n=3.6-3.7，ηn=3.7及ρ 液=1.27g/cm3 涂max= ，以其Φ6 =28-33(s)n上限为计算依据 4.6?1.27(3.7?1) =2.95 g/cm3 4.6，3.7?1.274.6?1.21(3.6?1) 而其上限为ρ涂min==2.86 g/cm3 ——————————————————————————————————————————————— 4.6，3.6?1.21 代入上式，则ρ 则本批粉料与硅溶胶配制的涂料其ρ料ρ 涂合格范围应为ρ涂=2.86-2.95 g/cm3。当涂 涂,2.95 g/cm3时说明ρ液,1.27 g/cm3，涂料开始“老化”变质已不能应用， 应及时补加新涂料或定时更换。 (3)在生产现场对硅溶胶—锆英粉涂料的稳定性(老化)进行测试(见表九)。 注:?11月7日-26日19天后涂料密度ρ涂由2.725 g/cm3增至2.981 g/cm3(涂料中ρ液计算值为ρ液=1.402 g/cm3，ρ液,,1.27 g/cm3远超过规定值，已严重老化);当n=3.2时， ρ液=1.21-1.27 g/cm3时ρ涂合格范围为ρ涂=2.76-2.83 g/cm3，现ρ涂=2.981g/cm3超过规 定范围上限2.83 g/cm3说明涂料已“老化”。 ?12月3日至元月4日每日辅加新料25%，涂料密度ρ涂在一个月内无变化。 ?ρ涂变化但涂层厚度δ几乎未有变化，这是因为ρ涂增大时，G与S均增大， 17 δ=G310变化极小。 S?p涂 七、涂料工艺性能的测定方法: 应参考中华人民共和国机械工业部标准JB4007-1999<熔模铸——————————————————————————————————————————————— 造涂料试验方法>进行涂料各项性能测定。结合我国生产实践及国外精铸业的经验提出以下建议: 1、涂料覆盖性(涂层平均厚度)测定用涂片“标准”中为4034032(长3宽 3厚)，建议改为6036032(长3宽3厚)，前者是日本同行常用，后者为 美国常用，我们认为采用表面积较大(76.8 cm2)的涂层更能较精确地反映 出涂层重量，硅溶胶涂层因其涂层很薄仅为0.07-0.10mm，涂层面积小则测 量误差较大。涂料均匀性也难观察，而且涂层滴流时间建议由原标准的2 分钟改为60秒，这与模组涂挂后实际滴流时间较为吻合，更能真实反映涂 料在模组上的厚度值。 2、涂料稳定性在JB4007-1999标准中涂料稳定的测定方法是检测涂料中粘结剂的SiO2含量较费时，建议按ρ(见本文有关涂料稳定性部分内容) 涂来反映。 3、应补充涂料悬浮性测定方法:即按GB/T5107-2008标准。将涂料倒入Φ253 100ml的具塞量筒内，达到100ml标高处，静置24小时，测量其澄清层体积 V(ml)，涂层悬浮性可按f=(100-V)/100%。 4、建议对涂料均匀性，应以涂片显示级别(均匀性及洁净程度的级别可分A、 B、C、D四级，C、D为不合格级别)。 七、结论: 1、熔模铸造生产中，精铸件的质量很大程度取决于型壳的质量。——————————————————————————————————————————————— 要稳定和提高型壳质量主要是要控制涂料工艺性能。 2、涂料必须严格控制的主要工艺性能项目是流动性L(η 平均厚度)，致密性n(K%)，稳定性ρ 点项目) 3、生产现场中涂料必须检测的工艺性能项目是: 18 ，覆盖性δΦ)(涂层(均匀性和悬浮性应予以兼顾，但非重涂。 <1>粘度ηΦ <2>涂层重G <3>涂料密度ρ涂 涂可计算出δ其中:a)涂层重G反映了涂层平均厚度δ，G与ρ b)粘度η c)ρΦ在δ值即覆盖性。 值一定可反映涂料流动性L。 。 涂可反映涂料的“老化”程度(稳定性) 4、涂料致密性可统一按K%值(涂料中粉料的体积密度)表达。不同涂料n无对比价值。n值可由公式推导而得，K%则由n值计算而得。 5、涂料工艺性能各项指标范围，可根据涂料粘结剂，粉料种类及铸件净重等因素自行确定，本文中指标为建议值。 参 考 文 献 [1]精密铸造实用技术 原著 山屋洋树(日本) 许云祥编译 [2]美欧精铸技术十年回眸 陈冰编著 ——————————————————————————————————————————————— [3]熔模精密铸造培训班教材 上海交大编著 19 ———————————————————————————————————————————————