新型铸钢醇基涂料地研究.pdfVIP

第十四届“23+4”省市铸造学术会议暨天津市第九届铸造学术年会论文集 新型铸钢醇基涂料的研究 武晓峰1，刘聪2 (1辽宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁锦州121001，2天津市铸诚铸造辅料有限公司，天津300163) 摘要：本文以红柱石为耐火骨料，并合理选择烧结助剂等其它组分，研制了新型铸钢醇基涂料。试验表明，该涂料 具有良好抗粘砂效果，浇注的铸件表面光洁，不粘砂，易清理，劳动强度低，且悬浮性、涂刷性、流平性及抗流淌 性等工艺性能优良，同时与锆英粉涂料相比成本低廉，适用于各类型碳钢及中小型合金钢铸件。 关键词：红柱石；醇基涂料：铸钢 醇基涂料包括靠有机溶剂挥发使涂层固化的白干涂料和靠点燃有机溶剂使涂层固化的点燃涂 料。由于这些涂料均不需烘干，节约能源，缩短生产周期，改善劳动条件，故在生产铸钢、铸铁及 有色合金等铸件的水玻璃和树脂自硬砂中得到广泛应用，已成为获得优质铸件的必要的工序。目前 在铸钢件的生产中，砂型所用醇基涂料的耐火材料主要有锆英粉、刚玉粉、高铝矾土粉和石英粉等。 其中以锆英粉涂料的性能为最好，生产的铸件不粘砂，表面光洁。但是锆英粉来源短缺，价格昂贵。 而其它耐火材料虽然价格低，但只能应用于不太厚的小型铸钢件，厚壁大型铸钢件还不得不采用 锆英粉涂料…。 红柱石是一种无水铝硅酸盐矿物，具有高温体积稳定性、耐熔性和易转变为莫来石的性能，且 原料本身不需要煅烧，因此，红柱石材料在对抗热震性与高温强度要求高的领域有很好的应用效果 [2-41。目前，红柱石的研究和利用主要是集中在冶金工业用耐火材料、冶金辅料和宝石等方面，未 见有在铸造涂料方面的报道。本文以红柱石粉作为耐火骨料，配制成具有一定粉料配比的铸钢用醇 基涂料，对涂料的组成和性能进行了系统的测试及分析，并在生产中进行了验证。 1醇基涂料组分 1．1耐火骨料与助剂 涂料中的耐火骨料是涂料的主体部分，其耐火度、导热性及热化学稳定性等物理、化学性质是 决定涂料使用效果的主要因素，涂料靠它来防止金属液对铸型的渗透、侵蚀以及起化学反应。因此， 耐火骨料对防止铸件粘砂起着决定性作用。 红柱石粉料是将天然红柱石矿石破粹、筛分而成。呈灰白色，具有金属光泽和折光现象。红柱 石粉料的主要化学成分与物理性能如表1所示[31。 表1红柱石粉的主要化学成分及物理性能 表中数据表明，红柱石粉耐火度高，达1780℃。其主要矿物成分为A1203和Si20，所含杂质为 与原品体平行的针状、柱状莫来石，其反应方程为： 3(A1203‘Si02)_÷3A1203‘2Si02+Si02 这是一种不可逆的晶型转化。莫来石晶体是铝硅酸盐在高温作用下唯一稳定的形式，具有比红 柱石更高的耐火性能，耐火度可达1800℃以上，且耐骤冷骤热，机械强度大，抗热冲击力强，软化 作者简介：武晓峰(1959—)，男，博士，教授，主要从事铸造辅助材料的研究，发表论文60余篇 Emaih hgd901@126．com， 544 第十四届“23+4”省市铸造学术会议暨天津市第九届铸造学术年会论文集 点高并具有极高的化学稳定性。研究表吲41，红柱石类矿物转变为莫来石，实际是由颗粒表面开始 逐步深入内部，莫来石结晶成针状、柱状，长约201．tm，莫来石结晶方向平行于原红柱石晶面，体 积膨胀为1％--5％，线膨胀率为1％～1．5％，由于在转变期间产生的线性膨胀小，因此在发生莫来石 转化时，采用红柱石粉作为耐火骨料制作的涂料涂层不会产生大的体积膨胀而形成裂纹。这样形成 的莫来石或部分莫来石涂层耐火度高、致密且无裂纹，有利于获得优质的铸件表面。 在涂料加入烧结助剂。其目的是促进高熔点红柱石耐火骨料的烧结，形成易剥离涂层，从而有 利于获得光洁的铸件表面。 1．2载体 目前应用在醇基涂料中的载体有甲醇、乙醇及异丙醇等。异丙醇渗入砂型的量少，涂刷方便， 配制的涂料质量好，且毒性小，但挥发慢、价格较高；甲醉价格低，易挥发，但单独使用时有较强 的毒性，刺激眼神经；乙醇无毒、无臭、易挥发、可燃烧，是最经济、最安全的载液。但工业酒精 纯度在95％左右，含水约5％，影响涂料的点燃性，涂料点火燃烧困难，不易充分燃烧。我们选用 工业酒精作为涂料主要载体，再加入少量甲醇及助燃剂，消除水分