消失模涂料的五大平衡解析--常見的鑄件缺陷成因

　　作者，常州捷亞克涂料，王斌

　　2022年6月

　　一、涂掛性與流平性的平衡

　　涂料的涂掛性與流平性本質(zhì)上是一對矛盾。

　　所謂涂掛性是指涂料在形成濕涂層后快速恢復(fù)粘度不流失滴淌的特性，即阻止涂料流動，不發(fā)生滴淌現(xiàn)象。

　　流平性是指涂料在表面張力作用下，緩慢恢復(fù)粘度，慢慢流動消除痕跡，變得平整，即流動阻力小，流平性好。

　　在實際生產(chǎn)中，我們希望涂料的涂掛性與流平性都要好。

　　若消失模涂料涂掛性太好的話，當復(fù)雜型腔結(jié)構(gòu)的白模浸涂時出現(xiàn)涂料流不動，流不下來，淤積在狹小空間內(nèi)，特別是涂掛第二、第三遍時，涂料完全流不動，造成涂層特別厚，烘干出現(xiàn)開裂，干不透的現(xiàn)象。

　　若涂掛性差的話危害也很嚴重，導(dǎo)致立面與平面涂層厚度差異大，立面上薄下厚，到處滴淌，涂料堆積嚴重。

　　消失模涂料涂掛性與流平性的平衡是獲得涂層厚度一致性好的關(guān)鍵。

　　二、耐火度與燒結(jié)性的平衡

　　不論消失模涂料還是砂型涂料，并不是耐火度越高越好，但是耐火度高于澆鑄溫度這個是一定的。

　　當涂料骨料耐火度很高，燒結(jié)性差的時候，當鐵水與涂料接觸時，涂層無法產(chǎn)生液相，鐵水會潤濕涂料，填滿涂料界面的空隙，造成鑄件表面粘粉，看不到鑄件表面鐵的本色。

　　涂料骨料耐火度低危害性巨大，涂層被鐵液溶蝕，產(chǎn)生大量液相，造成粘砂，拋丸時間過長，涂料就像陶瓷一樣粘在鑄件表面，鑄件棱角模糊不清。

　　優(yōu)秀的鑄造涂料骨料應(yīng)該是合適的耐火度，燒結(jié)區(qū)間寬的多種耐火材料的配伍，能有效防止鐵液對涂料的浸潤，起到隔絕鐵液的作用。

　　三、透氣性與澆鑄速度的平衡

　　在消失模鑄造中，不同產(chǎn)品對應(yīng)涂料透氣性需求是不一樣的。

　　透氣性高，澆鑄速度跟不上的話，很容易卷入空氣，發(fā)出明顯的“呼呼聲”，加劇鐵水氧化，EPS在有氧下燃燒，產(chǎn)生碳缺陷。

　　若透氣性差，澆鑄時下水不順暢，易返噴，出現(xiàn)澆包等下水的情況，薄壁件易冷隔。

　　舉個例子，澆鑄電機殼時，涂料透氣性太高，鐵水在負壓作用下附壁效應(yīng)顯著，前端鐵水最先被負壓趕到散熱片，散熱片壁薄面積大，冷卻快，造成散熱片鋸齒、夾雜或者缺肉缺陷。電機殼涂料的透氣性應(yīng)該追求不返噴的情況下，充型順暢，無空氣卷入聲為宜。

　　涂料最理想的平衡狀態(tài)應(yīng)該是，鐵液推著被熱輻射氣化的氣體在負壓作用下，均勻充型。

　　四、常溫強度、高溫強度與抗裂性的平衡

　　消失模常溫強度與抗裂性的最佳的平衡體現(xiàn)在涂料的韌性上。

　　很多涂料烘干后強度很高，但只是一味的脆而硬，在拐角或者堆積處很容易出現(xiàn)開裂甚至翹皮，對白模的附著力不夠，受濕度、烘干溫度和速度影響很大，容易出現(xiàn)鼓包，濕態(tài)脫落，干燥后磕碰掉一塊的現(xiàn)象。

　　這些都是因為涂料缺乏韌性，對基材附著力不夠造成的。

　　有韌性的強度才是消失模涂料最佳的常溫強度。

　　消失模涂料不光要有韌性的常溫強度，還需要一定的高溫強度。

　　高溫強度在厚大件及機床件中尤為重要。

　　良好的燒結(jié)性能夠提高涂料高溫強度，燒結(jié)性好的涂料鐵液在充型過程中產(chǎn)生可控液相，把骨料顆粒粘結(jié)在一起，在高溫作用下使涂層變得致密，有強度，涂料透氣性相應(yīng)的會出現(xiàn)下降。

　　或者說，涂料高溫強度愈高，致密性越好，透氣性受影響也愈加明顯。

　　對應(yīng)不同消失模鑄件，涂料的性能三者的平衡至關(guān)重要。

　　五、粘度與觸變性的平衡

　　不管是醇基涂料還是水基涂料，消失模涂料還是砂型涂料，影響涂層厚度的主要因素是粘度和觸變性，控制涂料的粘度和觸變性變得尤為重要。

　　粘度高不利于白模浸涂，容易造成白模損壞、變形，涂料烘干開裂;粘度低不利于涂層的建立，涂層厚度達不到。

　　觸變性高的涂料具備剪切稀釋的特性，即剪切攪拌涂料粘度降低。

　　低粘度高觸變性的涂料有利于白模的浸涂操作。

　　消失模涂料觸變性能的差異決定了抗流掛效果，一般情況下，適中的粘度加上良好的觸變性是改善涂掛效果，獲得均勻涂層厚度的關(guān)鍵。

　　一、商品復(fù)合粘結(jié)劑

　　商品粘結(jié)劑的主要性能已經(jīng)決定了，用戶很難再去調(diào)整。我們用馬弗爐檢測粘結(jié)劑的高溫燒失量來評價透氣性，并做好數(shù)據(jù)記錄。取小樣攪拌涂料檢測懸浮率、涂掛性及烘干強度等。

　　二、不定型耐火材料

　　1、硅系耐火材料

　　石英粉是資源較為豐富較常見的耐火材料。石英粉的優(yōu)點很突出，便宜且有一定耐火度。選用石英粉做涂料骨料的用戶，最好檢測下石英粉的二氧化硅含量，還有做物相檢測。

　　石英粉的缺點就是高溫穩(wěn)定性差，易于鐵水氧化物發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，生成鐵橄欖石(2FeO+SiO2=Fe2SiO4)和錳橄欖石( 2MnO+SiO2=Mn2SiO4 )，造成鑄件表面光潔度差，涂層高溫開裂粘砂。

　　2、鋁硅系耐火材料

　　常見的鋁硅系耐火材料有鋁礬土、焦寶石、莫來石、藍晶石等。其中鋁礬土資源比較豐富，適合做消失模涂料骨料。

　　采用鋁礬土作為主要耐火骨料的時候需要注意以下幾點：1)必須是高溫煅燒過的熟料，燒失量<0.5%2)鉀鈉鈣鎂鐵需要嚴格控制。鉀+鈉+鈣+鎂<1%,鐵<2%3)鋁含量最好在70以上。

　　3、檢測粒度

　　消失模涂料的透氣性跟骨料的粒度分布密切相關(guān)。用戶需要每批檢測骨料的粒度分布。

　　4、涂料透氣性的檢測

　　5、涂料粘度與觸變性檢測

　　粘度：用3號或者4號轉(zhuǎn)子檢測涂料粘度;

　　觸變性：4號轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)與60轉(zhuǎn)的比值反應(yīng)觸變率;

　　一、涂料破水

　　主要原因是涂料懸浮體系不穩(wěn)定造成涂料離漿。

　　可以通過強制攪拌及時矯正和提高粉液比和改善涂料分散性來解決。

　　二、鼓包

　　鑄件鼓包的主要原因有：

　　1、涂料對白模附著力不夠，下一道涂料很容易將上一道涂料潤濕;

　　2、烘干速度快，濕度大，濕態(tài)黃模處于高溫高濕狀態(tài)下烘干。

　　三、涂料塊

　　鑄件產(chǎn)生涂料塊缺陷的主要原因，

　　1、涂料本身質(zhì)量問題(不耐沖刷，高溫狀態(tài)下處于松散狀態(tài)，骨料高溫線膨脹過大等);

　　2、涂料不干遇鐵水閃爆脫落;

　　3、鑄件本體及澆鑄系統(tǒng)粘砂。

　　四、粘涂料缺陷

　　產(chǎn)生的原因有：

　　1、涂料耐火度低于澆鑄溫度;

　　2、涂料酸堿度與鐵水材質(zhì)不匹配;