铸造涂料

人们对铸造涂料的要求更高，对劳动环境也日趋 严格；同时，使铸件清理工作达到要求所需的投 资也在大幅增长。 ◆ 在此情况下，研究和应用新型的铸造涂料就进入
了新的阶段，水基涂料及醇基涂料开始商品化供 应，并逐渐形成了新的铸造涂料体系。
◆ 将流变学和胶体化 学等新学科的理论 用于铸造涂料的研 究，对铸造涂料的认识 不断深化。 ◆ 铸造涂料的组成中不断采用各种新材料，包括耐
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◆颗粒尺寸
一般来说，骨料的颗粒越细，则涂料的 悬浮稳定性越好，涂料层的烧结性能也会 越好。另一方面，骨料越细，则所需的粘 结剂越多，涂料层也易于开裂。
要是涂料层中的骨料颗粒排列致密，最 好能使较细的颗粒镶嵌于较粗的颗粒间 ， 因而，力度的分散不易集中。
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?载 体
载体是涂料的重要组成部分，铸造涂料 中所用的载体主要是水、醇类和氯代烃类3 种。其中最常用的是水。
源自文库12
铸造涂料的组成
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粉状耐火骨料是铸造涂料的主要组成 部分，也是最终在金属—铸型界面上起作 用的骨干材料，因而称之为“骨料”。
作用：填塞砂粒间孔隙，隔离和减轻 金属液对型、芯的热作用、机械作用和化 学作用，以获得表面光洁的铸件。
耐火骨料应主要根据铸造合金种类选 定。
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◆ 耐火性
包括两方面的内容：其一是耐火度，其 二是高温化学稳定性；
◆ 15世纪，人们开始在河砂制造的砂芯和砂型表面 上使用动物脂和松脂的烟黑作为涂料。
◆ 到20世纪30年代，出现了虫胶片石墨和水玻璃涂 料，这时，以滑石粉和木炭粉作为涂料中的耐火 粉料已得到普遍的使用，有时铸钢涂料中已开始
使用锰铁合金粉 。
◆ 二次世界大战以后，世界进入了科技飞速发展的
时期。铸造行业中，在涂料的理论研究和实际应 用方面，都有了重大的突破，不断出现了各种不 同性能的“专利涂料”，以锆英粉为基本耐火材 料的涂料成为了一种常用的铸造涂料。 ◆ 20世纪60年代以后，随着各种化学粘砂的问世，
铸造涂料
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铸造涂料概述
设想用涂料来解决
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铸造涂料的概念
铸造涂料又称铸 型（芯）涂料，它 是涂覆于铸型（芯） 表面的一薄层耐火 涂层（从零点几毫 米至数毫米）。
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铸造涂料的历史
◆ 4500年前中国的青铜器时代，我们的祖先在太阳 晒干后的石灰石或粘土铸型表面上涂刷一层粘土 涂料加以应用，并对其在铸造生产中的作用给予 了相当的重视。
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◆ 改善铸件表面性能及内在质量。在铸造涂料
中配入与所浇注合金的晶型相接近的金属组分， 在合金凝固过程中起结晶核心作用，而使铸件表 面晶粒细化，如用钛粉细化锡青铜的晶粒，用氧 化钴粉细化有色金属涡轮叶片
◆ 降低对原砂的要求。由于铸型不直接与液态金
属相接触，可以就近采用本地质量较差的原砂， 而用铸造涂料弥补其不足
◆ 为铸件提供变形层，减少铸件开裂。
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◆ 控制铸件的冷却速度。在铸造涂料中配入不同
导热系数的耐火骨料，使铸型表面具有激冷，保 温或发热的性能， 以适应不同铸件对铸型的特 殊要求。
◆ 使铸件表面合金化。在铸造涂料中配入合金元
素，浇注后，涂料中的合金元素可以渗入到铸件 表面，使铸件表面合金化，因而具有某些特殊性 能，如耐磨，耐腐蚀等。
火材料，粘结剂，表面活性剂等。 ◆ 铸造涂料的制备逐步由简单的搅拌转到采用化工
生产中的新工艺。
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◆ 较高的触变性及覆盖性。即在上涂料时能变稀，
易涂刷，刷完后，涂料能很好的黏附于垂直的型 壁上，不往下流淌，刷痕可自动平复。
◆ 较好的悬浮稳定性及分散性。涂料的耐火骨
料应足够细，这样才能使涂料在一定时间内不发 生沉淀，保证其性能稳定。
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?附 加 物
?粘结剂
作用：使涂料中的耐火粉料彼此粘 结在一起，并使涂料能牢固粘附在型、 芯的表面。
粘结剂可分为低温粘结剂和高温粘 结剂。其 中常用的有酚醛树脂
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?悬浮剂
常用的悬浮剂有锂基、钠基或有机膨润土、凸 凹棒土、 CMC等。锂基膨润土不但悬浮性好，所 制涂料的涂刷性能也较好，在醇基涂料澡中经常 采用，但采用锂基土的涂料易于发生“沉死底” 的现象，涂料最好现配现用。要水基涂料中可采 用钠土和 CMC配合使用，效果也较好。有机土效 果最好，价格过高，一般在要求较高的醇基涂料 中少量加入。选用膨润土类悬浮剂时，在保证悬 浮性的前提下，加入量越少越好，加入量过大涂 层易开裂。
耐火度并非越高越好。铸钢的浇铸温度 1600℃；铸铁则不超过1400 ℃.如果考虑 铸型对金属的冷却作用和界面上的温度落 差，涂料层受热后所能达到温度将比上述 数值低一些，一般的耐火材料都能满足要 求。
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稳定性也不是越稳定越好。浇注液态 金属以后，由于高温的作用，涂料层中在 高温下起作用的粘结剂因热解而失效。这 时涂料层强度的建立，主要依靠鼓励颗粒 的烧结。若骨料的高温化学稳定性太好， 不能烧结，则涂料层就可能剥落而使铸件 上产生“夹涂料”缺陷。
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◆ 降低铸件表面粗糙度。铸造涂料中具有高耐火
度和化学不活泼的微粉颗粒填充了砂型（芯）表 面上的孔隙，组织液态金属渗入，并防止与砂型 发生化学反应，从而可以预防机械粘砂和化学粘 砂，使铸件表面光洁。
◆ 保证铸件表面合金成分符合技术要求。铸造
涂料中配有浇注时能产生特定气体的组分，如浇 注不锈钢铸件时防止表面增碳，在铸造涂料中配 入Fe2O3、MnO2或Cr2O3等氧化剂，以便在浇注时， 型腔中能形成氧化性气体 CO2，从而防止铸件表面 渗碳。
◆ 适宜的渗透性。涂料渗入砂型的深度与砂型的
透气性和涂料的粘度有关。一般希望涂料能渗入 砂型表面几个沙粒的深度，形成不小于 0.5mm 厚的涂料层。
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◆ 足够的耐急热性和高温稳定性。浇注后涂料
被急剧加热，要求涂料能够承受热应力的作用， 涂料层不开裂，并且具有一定的强度。
◆ 各种原材料资源丰富，成本低廉，且对人 体无害。
作用： 使耐火粉料分散或悬浮在载体液 体内，使涂料保持一定粘度和密度，便于 喷涂、浸涂、流涂或刷涂到型、芯工作表 面。
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水或乙醇（甲醇）可作为载液。水基涂料 成本比醇基涂料低，且悬浮性好控制，但需 要一套烘干和和排除水蒸汽的设备。醇基涂 料烘干容易，很多小型企业经常使用，但它 有以下问题：浇注时发气量大，成本高，涂 料气味很大，影响工人健康，安全性也差。 一般建议多采用水基涂料工艺，尤其是一些 形状较简单的铸件，如锰钢锷板等。甲醇的 应用可改善烘干质量，可和乙醇配合使用。