“101”水基涂料的研制与应用

　　铸造生产中，铸型质量是决定铸件质量的主要因素。铸型表面与金属液浇注和凝固过程中界面上会发生一系列物理和化学作用。会导致铸件表面粗糙甚至产生粘砂等铸造缺陷。为了改善铸型表面质量，使用优质涂料是提高铸件表面质量的有效途径。

　　我厂主导产品液压马达的主要件“壳件”材质HT300，其五个活塞孔上都各有两个拐弯的细小油道，周围壁厚达40mm.要求制造该油道的芯砂，必须具有高的强度和耐火度，良好的出砂性。为了油道光洁、出砂性好，一般选用油砂或树脂砂制芯。由于砂芯在高温下粘结剂烧损的速度快，失去强度的时间短，导致油道产生渗砂和隔墙。为了解决此缺陷，采用了强度、耐火度很高的炭渣砂，隔墙消除了，可是又给清砂带来很大的困难。有些铸件由于掏砂时用力敲打导致铸件产生裂纹，有的铸件掏不出砂而报废。为解决此矛盾，使用油砂或树脂砂制芯，再选用优质涂料提高砂芯的强度、耐火度，延缓砂芯失去强度的时间。为此我们研制一种优质涂料“101*水基涂料，达到工艺所期望目的。

　　1原材料的选择：*101*水基涂料是由耐火骨料、粘结剂、悬浮剂、助剂等材料组成，分散于溶剂载体中形成一种悬浊体系。

　　1.1耐火骨料：耐火骨料是涂料的重要成份，用来填充型壁孔隙防止液体金属渗入侵蚀造成机械粘砂，并防止熔融金属与型壁界面产生化学反应造成化学粘砂。

　　耐火骨料应具备：高耐火度低烧结点，而耐火度取决于骨料本身的化学物理性质和界面环境；化学惰性好不被液体金属润湿，浸润角较大；高导热性，热膨涨系数要小，粒度要适中，粒度细小要提高涂料悬浮稳定性。

　　液压件选用鳞片石墨和刚玉粉作为耐火骨料。鳞片石墨和刚玉粉具有较高耐火度，热稳定性好，导热率高，在高温下无定形的AL2O3在FeO存在的情况下，既使t<1200*C也要呈现轻度烧结，有助于形成易剥离烧结层。

　　悬浮剂水基涂料中，膨润土是*常用的悬浮剂。要获得良好的悬浮性，关键是对膨润土的选择。钙基膨润土的胶凝力（膨胀倍数）因产地不同，既使膨胀倍数是细小变化往往会引起涂料表面粘度的剧烈变化我们对黑山膨润土、浑源膨润土张家口膨润土、阳曲县膨润土的悬浮性进行了测定如和所示。

　　原土的悬浮性图阳曲县膨润土*101*粉表2原土的膨胀值序号名称含1%膨润土在100毫升水中的膨胀值（％）24小时黑山浑源张家口阳曲县3粘结剂采用的粘结剂是*101*强化粉，能给予涂层足够的粘结强度和高温强度，能承受金属液的冲刷侵蚀作用，保证涂层不开裂不脱落，使耐火骨料牢固地附着于型壁表面。同时*101*粉的加入会使膨润土的悬浮稳定性提高。如阳曲县膨润土加入*101*粉，使原膨润土稳定性提高到88%.经过实践，本涂料使用*101*强化粉乳化均匀，性能稳定，能长期贮存，是水基涂料的良好粘剂。

　　在水基涂料中我们还加入了微量表面活性剂，能降低水基涂料的表面张力。本涂料在配制过程中加入了微量正辛醇，使涂料中的泡沫消除，不仅改善了铸件表面的质量，而且也能改善涂料的润湿性。

　　2水基涂料的成分及配制过程粉与比重的关系粉对悬浮性的影响表4粉与裂纹的关系样号性能膨润土（％）或粉（％）3456789 10111严重裂纹轻裂纹无2中等裂纹轻裂纹无3轻裂纹无成分要求：根据优选法试验，选定的成分要求，如表3所示。表3水基涂料的成份表骨料成分粘结剂其它鳞片石墨膨润土有机物刚玉粉正辛醇水微量适量混制工艺配比：骨料膏状：*101*粉膏状=（10*13）工艺流程：（A）采用球磨机球磨耐火骨料，同时浸润*101*强化粉各24小时（B）耐火骨料*101*粉膏状混合搅拌15*20（分钟），使其充分均匀。（C）再加刚玉粉继续搅拌，15分钟以上，保证其混合充分（D）加水搅拌，控制其用。

　　3涂料的性能测定比重涂料的比重与*101*粉的加入量有关，如。为了获得触变性、流平性好的涂料，*101*粉的加入量是个关键。当涂料中*101*粉加入量为8%时，涂料的比重调整在1.1*1. 25之间较好。

　　从看出，当*101*粉的含量增加时，涂料的比重和悬浮性上升速度很大，而其它物理性能则变坏。涂料在铸型上的涂挂性能愈来愈好，涂层也愈厚，开裂的倾向愈大（见表4）故*101*粉的使用量不能太大。

　　采用沉淀法测定涂料的悬浮性能，涂料在其他成份不变情况下，随着*101*粉加入量的提高会使悬浮稳定性上升，但当加入量超过8%以后上升缓慢且涂层高温抗裂性下降，因而*101*粉加入量在8%左右较好。

　　粘度用漏斗式粘度计（601111）测定，试验值如和所1一涂层厚度；2?渗透深度3种涂料的发气量曲线1.2mm.涂料和渗透深度直接影响铸件和砂芯的质量，足够的渗透深度可提高砂芯高温铁水的浸蚀，有效地防止铸件产生渗砂现象。而涂层厚度不易过厚，否则使铸件表面性能变差。因而涂层厚度尽可能薄，有效渗透深度要深，这可进一步保证铸件质量。（见）高温表面抗裂性时间为2分钟，观察试样表面。1涂料试样有轻微裂纹。2 3涂料试样无裂纹。由此可见使用*101*粉强化粉可提高涂料的抗渗砂作用。

　　发气性用“体积法”测定其发气量，试验曲线见。在发气时间60秒内的总发气量为：1一表面强度用划痕法或手指摩擦涂层，划痕细线及手擦不掉粉末，说明涂料表面强度良好。本涂料的抗磨性强度均满足要求。

　　3结语通过对*101*涂料各项性能的测定，找到了水基涂料的*佳配比及工艺流程。通过在我厂五空液压马达等厚壁细长空类铸铁件上的应用，该涂料具有粘结强度高，在高温状态下耐冲刷，不开裂起皮等抗裂性好的特点。铸件的夹砂、夹渣等缺陷明显减少，表面光洁高，保证了铸件的耐高压要求。

(完)