近年來消失模工藝是鑄造業(yè)一種新興的鑄造工藝方法,其過程方法為:將鑄件相似尺寸的模型上涂刷一層耐火層,待烘干成形后與石英砂一起造型,最后澆筑金屬液體,過程中高溫使模型氣化,金屬液體凝固后得到所需要的鑄件[1-3]。由于精度高、成本低、易設(shè)計(jì)、工藝簡(jiǎn)單、污染小、效率高等優(yōu)點(diǎn),消失模鑄造的應(yīng)用越來越廣泛,受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。
消失模涂料是消失模鑄造中的一種關(guān)鍵因素,它是涂覆在模型表面的一直特殊涂料。消失模鑄造的技術(shù)發(fā)展和革新主要受制于
消失模涂料的發(fā)展和創(chuàng)新,可以說,只有
消失模涂料的發(fā)展才能帶來消失模鑄造的發(fā)展。本論文主要從
消失模涂料的歷史、現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)等介紹
消失模涂料。
1
消失模涂料的簡(jiǎn)介
消失模涂料一般由骨料、粘結(jié)劑、懸浮劑、載液、添加劑等原料分散混合而成。
消失模涂料涂覆在模型上,在消失模鑄造工藝中起到支撐、轉(zhuǎn)熱、傳質(zhì)、控制金屬流動(dòng)性、影響表面質(zhì)量等作用。主要作用如下:(1)增加模型的強(qiáng)度和剛度,減少形變;(2)起到保護(hù)金屬液作用,防止流入型砂中;(3)高透氣性保證消失模分解產(chǎn)物逸出;(4)良好的剝離性。
2
消失模涂料國(guó)內(nèi)外研究狀況
2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
上世紀(jì)八九十年代,我國(guó)對(duì)消失模鑄造的研究,從起初的模型的設(shè)計(jì)、制造、裝配等,過渡到對(duì)涂料性能的研究[6]。已經(jīng)應(yīng)用的涂料配方,大多價(jià)格昂貴、成本過高,涂料質(zhì)量也不佳。
隨著不少針對(duì)
消失模涂料的原料骨料、混合工藝、透氣性的研究,此外還有懸浮劑、粘結(jié)劑等助劑方面的研究,
消失模涂料的發(fā)展已有長(zhǎng)足進(jìn)步。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的涂料質(zhì)量還不成熟,要大規(guī)模國(guó)產(chǎn)化還有一些技術(shù)需要攻克。隨著,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)對(duì)
消失模涂料的需求增加,人力和物力的大量投入,涂料的國(guó)產(chǎn)化相信指日可。
2.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
在
消失模涂料應(yīng)用和研發(fā)都較早,目前已有不少專利產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品體現(xiàn)出優(yōu)良的保溫、透氣、耐火等性能。
3 消失模鑄造涂料的發(fā)展趨勢(shì)
消失模涂料是消失模鑄造工藝的關(guān)鍵,涂料的發(fā)展才能推進(jìn)消失模鑄造的發(fā)展[9]。為符合鑄造環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)化的發(fā)展方向,
消失模涂料的研發(fā)向著綠色環(huán)保、多元化等方向發(fā)展。主要的發(fā)展方向有以下幾個(gè):
3.1 發(fā)展水基(快干)涂料
當(dāng)前,醇基涂料目前應(yīng)用廣泛,但醇基涂料價(jià)格昂貴,易燃易爆,對(duì)環(huán)境污染大,且不易運(yùn)輸和貯存。與醇基涂料相比,水基涂料成本低廉,也沒有運(yùn)輸和貯存方面的缺陷,在環(huán)保方面也具有優(yōu)勢(shì),因此發(fā)展水基涂料來替代醇基涂料是未來涂料的熱門方向,目前也取得了較大的進(jìn)步[10]。
3.2 開發(fā)濕型砂涂料
目前造型與制芯都是濕型砂,其中煤粉砂是一種應(yīng)用廣泛的濕型砂涂料,但煤粉砂的透氣性差,影響鑄件質(zhì)量,對(duì)環(huán)境也造成影響。開發(fā)和研究一種替代方案是,
消失模涂料研發(fā)的當(dāng)務(wù)之急[11]。
3.3 發(fā)展功能涂料
鑄造涂料對(duì)鑄件的作用已經(jīng)不言而喻,涂料需要能夠?qū)?yīng)各種金屬鑄件工藝的需求,但是對(duì)于一些特定的鑄件,需要在涂料中加入一些特殊物質(zhì),以賦予涂料一些特殊的性能,滿足鑄造工藝的需求[12]。目前這方面的研究已經(jīng)十分廣泛,例如:表面合金化涂料,在涂料中加入Td、Sn或Zn等元素,可以增加鑄件中珠光體的含量,在涂料中加入Bi、Te或Cr等一些金屬元素,可以增加鑄件的耐磨性[13];絕緣涂料,是通過設(shè)計(jì)涂料的成分含量,從而降低導(dǎo)熱率,從而提高鑄造零件的凝固時(shí)間,提高質(zhì)量;防滲碳滲硫涂料,是將一些氧化物加入到涂料中,提高鑄件燒結(jié)和氧化性能,比如氧化鈣可以提高燒結(jié)和脫硫的效果,實(shí)現(xiàn)防滲碳滲硫的功能[14]。