新一代粉剂及颗粒状压铸涂料的开发及应用

　　粉剂及颗粒状涂料的作用原理，简单而言，系以原料蜡为基础，在压室及型腔温度的作用下熔化而附着在型壁表面上起到对流体的润滑作用。

　　粉剂与颗粒状之间的基本区别点，在于粉剂是由压缩空气送入到压室及型腔中，成为雾状分布，细微的粉粒以足够的需要量，大面积均匀地沉积在整个型壁上，适用于对压室及型腔的喷涂。

　　对于颗粒状涂料，相对而言，是以一定量的分散颗粒送入压室，一部分随即熔化，防止被冲刷，而另一部分在金属浇人时，由于其密度较小而向上部飘浮，在压室壁上形成一层均匀地润滑膜，多半用于压室的内表。

　　2粉剂及颗粒状涂料与水基涂料的主要区别粉剂及颗粒状涂料属于多功能性材料，其优点是不像水基涂料那样要在模具温度达到标准时方能有效地喷涂，产生莱顿效应而润滑模具，达到均匀覆膜的目的。

　　水基涂料在涂复过程中，由于模具受到强烈地冷却出现张应力（温度交变应力）而产生龟裂。对于粉剂或颗粒状涂料而言，模具所承受的也仅仅是涂料在熔化时所产生的能量，其溶化热远远低于通常水基涂料的汽化热及熔化热。喷涂时间短暂，大大地缩短开模间隔时间。

　　铸件脱模快，提高了生产效率，脱模快也意味着模具所承受的热载荷少，有利于延长模具寿命。为德国Klber润滑剂公司及TZARGE金属铸造公司将水基及粉剂涂料在推出力方面作出了对比。试验中所采用的合金为AlSi9Cu3及AZ91HP两种，很明显粉剂涂料在推出力方面，远远小于水基涂料，只占其1/2.值得注意的是，推出力的大小，对于压铸大面积薄壁镁合金铸件尤有重要意义。由于镁合金的热容量只有铝合金的60%，凝固较快，容易形成冷隔，除了要求有较高的模温外还希望在短暂的冷却时间内立即轻松地推出，以防止变形，同时也提篼了生产率。

　　新一代粉剂及颗粒状压铸涂料的开发及应用表1典型的粉剂模具涂料的使用置压铸机锁模力/kN粉剂用量/gshot1（2）减少气孔率，提高铸件力学性能，如表2所示。

　　表2铸件力学性能比较水基涂料、石墨涂料粉剂涂料气泡废品率/%140气孔废品率/%40伸长率/%7.058.5硬度（HB）99.5101合金AlSi9Cu3（a）及合金AZ91HP（b）采用粉剂及水基涂料以后在推出力方面的对比粉剂涂料每次用量极少，根据计算只要在模具表面形成了3?般为1~5之间）的薄膜，即能起到分型及润滑效果，无沉积物，不会污染铸件，使铸件表面质量有所提高，气孔率降低，铸件的力学性能显著地提高。

　　喷涂粉剂涂料采用静电喷涂，压缩空气消耗量极微，或在封闭的型腔内的由真空吸人，无气，无烟，无味，无噪声，无泄漏，无废水排放及处理问题存在，不会造成环境污染，也减少能源的消耗。

　　涂料用量少，喷涂时间短暂，无泄漏或外逸，大大节约消耗量，这在粉剂涂料中表现得尤为突出。

　　水基涂料中所含有的硅氧基物质，窜人模具的缝隙中易固结，导致模具维修及拆装困难。粉剂涂料则不存在此问题，为清理工作带来了方便。

　　粉剂涂料暴露在空气中不存在任何化学反应，稳定性好，也不会因细菌作用发臭变质，失去其有效性，因此存放时间可以持久。

　　储存、运输方便，装箱简单，运输成本下降，一般水基涂料中皆有约70%的水分，需要较大的仓库，采用粉剂涂料以后，可以加大库存量，减少库房占用面积。

　　3使用粉剂涂料取得的实际效益正如前述，由于粉剂涂料用量极少，热稳定性能好，并非如水基涂料一样有产生挥发性气体的倾向，因此铸件中出现的气孔率减少，表2中的气孔废品率指挤压铸造铸件经热处理后所测得的数据。在常规的压铸生产中由于因气孔所产生的废品率，根据不同的零件的结构由34%下降到0.金属材料力学性能的改进，也是由于模温更加均匀，在有较高的模温下，改善了金属的流动性，压射速度可下降20%，金属液的温度也随之可以降低。

　　在一付新的模具投产中，采用水基涂料需浪费性地压射若干次以提高模温，使其较快地达到优化的操作温度，由此而产生的废件，只好投入重熔。当采用粉剂涂料时，模具自身温度的提高较用水基涂料为快，其主要原因是不像水基涂料那样对模具表面起到强烈的冷却作用，为此无需浪费性压射若干次以提高模温，粉剂涂料的浪费性消耗可减少20%~30%. 4减少循环时间，提高生产效率，如表3所示表3铸造循环时间对比铸造方法压铸机锁模力/kN循环时间/s水基粉剂高压压铸高压E铸高压压铸挤压铸造5全套喷涂装置的设计德国Wollin公司制造的静电喷涂装置，是一种自动化的喷涂设备，其装置原理图如所示。

　　静电喷涂原理既简单又有效。按所示，粉剂在备用容器中呈流态，然后向喷嘴处传输。配料是通过静电喷涂装置原理。备用容器2.控制箱3.自动喷涂及喷枪接头4.软管5.绝缘子6.喷嘴架7.喷嘴（圆柱形射流或宽广分布射流）8.模具接地9.喷涂机（Wollin公司）特殊的喷射器，在流出喷嘴时，粉剂通过均匀的高压电位，使得在喷涂工具及模具之间形成均匀的电场，粉剂在模具表面熔化，形成一种均匀的隔离模。到目前为止，所感到不足的是在喷向型腔时，在分型面上也有一薄层涂料覆盖其上，其*简单的解决办法就是用抹布进行清除。

　　为了保证喷粉过程能顺利地自动进行，以适应生产中的需要，整套配料装置要进行防护，以防止受到涂料所波及的污染。粉剂在软管中不会造成沉积，也无潮气导人，只要用干燥空气喷吹即可。

　　通过一系列试验，要保证所有的安全参数都要达标。例如，粉尘的极限值要有明确的规定，否则会引起爆炸事故。此外开发适用的吸尘装置很有必要。

　　对于小型模具，德国Wagner公司开发出一种微型定量喷枪，其结构原理与原设计者相类似，但在粉剂的分布上，更加均匀，材料消耗也少。

　　这项技术*初在8年前由日本开发成功，较为流行，已应用于60台压铸机上，并已试用于挤压铸造中，其总体布置原理图如所示。空系统，压室也有改进，装有高频发热电极，增加模具内部冷却通道，以保持所要求的模温。这套装置投入使用后，已取得良好的效益。具体表现在降低了铸件的气孔率，提高了金属的力学性能。

　　所提高。由于事先不存在喷涂这一循环过程，在循环时间方面，可以下降20%.此外，由于模具温度上升较快，因此在开工生产时所出现的废品率可下降20% ~30%，同时也减少对模具的热冲击而引发的热交变应力，提高了模具寿命此种装置也解决了压缩空气所造成的噪声，烟雾和泄漏。在推行此方案过程中要对压室进行再设计，而且要改变模具本身的冷却状况。一旦人员训练有素，操作顺手，其质量、生产率、环境改善等方面都有改观。

　　6对于粉剂及颗粒状涂料发展前景的评价采用粉剂或颗粒状涂料对压铸件的质量，生产效率以及改善环境等方面都有突破性的进展，利用这些优点，使压铸行业与其他行业的竞争中取得更多的优势。

　　值得注意的是，采用粉剂涂料要具备真空装置，此外对压室结构也要作必要的改变，便于粉剂顺利地导人。模具上要附加冷却通道，以保证有恒定的温度。其次，压铸过程的节拍要与所喷的粉剂涂料的运作相配合。特别要强调对操作人员的培训不可忽视，以顺利地，毫无阻碍的进行连续作业。对于温度参数的调节，废品率的控制，废品产生原因分析以及循环时间的控制等，都要熟悉和掌握，以便在一开始操作时基本上都能称职地上岗。每周要对真空管道进行疏通，对操作速度、金属温度、冲头速度等要调节到*佳状态。根据经验，在刚开始时，在温度的调整以及真空管道位置的布局方面，要化费较多的时间。这套装置的重大变化之处为机器和模具皆布有真

(完)