目前,在使用消失模涂料生产高锰钢铸件的厂家中,大御采用醇基镁砂粉涂料或水基刚玉、锆英粉涂料。醇基镁砂粉涂料用于消失模涂料铸造无火自燃,操作不安全且与水基相比成本较高;采用醇基或水基锆英粉涂料,由于锆英糊呈弱酸性,而高锰钢呈碱性,所以用锆英粉涂料生产高锰钢铸件时,在铸件热节部位或厚大铸件上往往产生严重粘砂;刚玉水基涂料消失模涂料生产高锰钢效果较好,但同锆英粉涂料一样原材料成本较高,不易满足消失模涂料生产高锰钢件的要求。因此,有必要研制一种能够满足消失模涂料铸造要求且成本低廉、性能优良的生产高锰钢铸件用消失模涂料水基涂料。
1实验材料
1.1钛渣粉
涂料所用耐火骨料采用铁合金厂生产钛铁副产品——钛铁渣,经破碎、研磨成粉状过筛(粒度200—270目)。其密度为3.18——3.559/cm3,莫氏硬度为7—8.5级,耐火度1750——1790℃。所含主要成分为:77.0%-77.5%A120,、10.7%-15.2%Ti02、0.6%-1.8%S102、1.05%-1.9%Fe203、6.9%一11.0%CaO、1.4%——2.1%MgO。钛渣粉属碱性,抗碱性熔渣能力强、且耐火度高,能够抵抗高锰钢液冲刷。成本较低,与精制石英砂价格相当。
为了获得较高铸件表面光洁度,防粘砂,落砂时有利于清理铸件,使涂料易剥离,尚加入熔剂。
2
消失模涂料涂料性能的测试方法
采用静置法测试悬浮剂的悬浮性,测lOOml量筒中静置24h涂料中沉淀物所占百分比。
透气性是在STZ直接式透气仪上测定。用透气性标准试样测定涂料层干态透气性。
涂层强度测定,是由粘度杯向涂有涂层的玻璃板上落砂(50/100目),直至擦破涂层露出玻璃板为止,称出落砂总重量,作为判断涂料层表面强度的重量指标。
高温抗裂性测定,是将050mm的水玻璃砂型试样浸入涂料形成2ram的涂层、干燥后放人高温炉中在12000C热2rain,取出观察涂层开裂情况。
触变性是采用NDJ一1型旋转式粘度机测量涂料的表观粘度随时间的变化情况,即触变性曲线。
涂料的其它性能测试参照文献[1]进行。
3实验结果
3.1最佳配方的确定。
悬浮性、透气性和涂层强度等是消失模涂料涂料的基本性能。考虑到正交试验各因素的不同水平值对配制最佳涂料性能有直接影响,因此考查了涂料各组分对涂料性能指标的影响(图1)。正交试验采用四因素水平b(34)正交表(表1)进行,试验结果见表2。
实验室中涂料的混制工艺:先将钛渣粉、钠基膨润土干混2rain左右一加入聚乙烯醇、磷酸二氢铝和适量水搅拌lOmin左右一待用。
试生产中涂料用球磨机混碾,混制工艺为:钛渣粉+嘭润土干混0.5h_聚乙烯醇溶液+水+助剂湿混4h_÷出料。根据各因素对悬浮性、透气性和涂料强度的主次关系