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    鑄造涂料的工藝性能

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    鑄造涂料的工藝性能

    發布日期:2019-11-06 作者: 點擊:

    涂料的工藝性能是指涂敷操作過程中所表現的種種特性。
    a1.滲透性
      滲透性是指涂料滲入到砂型孔隙中的能力。適宜的滲入量,可增強涂料對砂型的附著力,可加固砂型,提高砂型的抗粘砂能力。
      滲透深度根據砂子的粗細,一般在2∽3個砂粒---2mm之間比較合適。砂子粒度粗,按照上限控制;砂子粒度細按照下限控制。若太淺,涂層包裹不住砂粒,涂層與砂型(芯)表面粘結強度低,在烘干過程及高溫下涂料易起脫殼,裂紋,造成鑄件涂料皮夾渣及沖砂缺陷。若太深,砂型(芯)表面涂層薄,易造成裸型,并且涂層難以干透,易使鑄件產生粘砂、氣孔等鑄造缺陷。
      滲透性和砂型緊實度有關:隨著砂型緊實度的增加, 涂敷厚度增加,滲透層減少;緊實度太低,涂料滲透深度過大,涂層薄,同時對型砂的強度有一定的破壞作用。耐火骨料顆粒大小和形態結構,表面張力,砂型類型以及緊實度等會影響涂料滲透。
    合理的滲透深度涉及到涂料和砂型的匹配:
    1.涂料類型:水基涂料中的水會使砂粒之間的樹脂粘結橋的強度降低,應避免涂料過多地滲入砂型。三乙胺冷芯大部分采用水基涂料,如果滲透較深,會明顯影響砂芯強度。
    2.砂型結構:比如缸體水套芯的壁厚較薄,所以必須嚴格控制滲透層深度。滲透太深會出現氣孔問題及砂強度降低導致粘砂。
     
    a2.流平性
       流平性是指施涂時,砂型涂層表面上出現的疊層、波紋痕、堆積、濺滴等在短時間內自行消除的性能。其實質是指涂料涂敷后,在其內部結構完全恢復向基體滲透失去流動能力之前,借助表面張力、自身重力等作用自由流動,進而使涂層表面平滑。流平性不好,會使涂料圖層凹凸不平,影響鑄件表面質量。流平性主要取決于涂料的表面張力和粘度,較粘稠的涂料流平性差;水基涂料要比醇基涂料的表面張力大故流平時間短,刷痕輕。
       實踐經驗告訴我們,水基涂料比溶劑基涂料的表面張力大,流平時間短。而非水基涂料溶劑揮發快,滲入砂型快,粘度增加,厚度減薄,流平時間較長。甚至在流平前涂層已干燥,故溶劑基涂料常出現較多刷痕。
     
    a3.流變性
       流變性是指涂料在外力作用下變稀,外力去除后,涂料逐漸變稠。一般在固定剪切速率下或根據剪切力隨時間變化的曲線進行判斷,在粘度恢復階段,恢復時間越短,結構恢復越快,曲線越陡,說明其流變性越差。
    (1 )假塑性流體
        有剪切稀釋特性的、非時間相關性,一經攪拌,其粘度就降低。在勻速攪拌下,粘度是定值,不因攪拌時間的延長而改變。攪拌停止,粘度立即恢復。流體所受的攪拌越強烈(即剪切速率高),其粘度下降的幅度越大。其缺點:施涂時,涂料的運動一停止,粘度即恢復,因此施涂后的刷痕、流痕等難避免。
    (2)觸變性流體
        也有明顯的剪切稀釋特性,不僅剪切速率增大,粘度降低,且在剪切速率不變的條件下,粘度還將隨剪切作用時間的延長而逐漸降低,達到某一極限值后才趨于恒定。停止剪切以后,其粘度也不像假塑性流體那樣立即恢復,而要經一段時間才能逐步恢復。鑄造涂料的流變特性直接影響涂料的懸浮穩定性、 固含量、 抗流淌性和涂層厚度。涂料的流變特性是一項綜合而復雜的指標,影響到涂料的諸多性能,具體與涂料流變特性相關的指標有粘度、剪切稀釋性、流平性、觸變性、抗流淌性、 涂掛性等。流涂涂料在流涂過程中出現的流痕、滴掛、裸型等,刷涂涂料在施涂過程中出現的刷痕明顯、涂刷性能差等問題,也往往是由于涂料流變性能不符合制作工藝而導致的問題。
     
    a4.燃燒特性/點火性能
       點火性和涂料本身的點火性能有關(比如助燃劑),也和溶劑有關。懸浮劑若用二甲苯引發(苯酚類物質,有毒)點火性好,但是氣味也大,對皮膚的傷害也大(法律嚴禁添加的物質)。用甲苯,毒性小,點火性好一些。
      點火性不好,燃燒不充分,局部不干改進措施:使用含水量低的乙醇,必要時以異丙醇取代。加入溶劑油等助燃劑。對于面積大的型/芯,涂刷時采用刷一塊點燃一塊的做法。


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    a5.涂刷性
       刷涂性是指用毛刷飽蘸涂料刷涂時手感滑爽不干澀,刷過的涂層較長距離保持光滑不劈裂、分岔的性能。涂刷性良好的涂料使用性能是:刷筆在飽蘸涂料涂刷時爽滑、不粘、不帶起砂粒,涂刷后涂料能自動流平、無刷痕,型腔垂直面上不發生涂料的流失。
       現場檢查涂刷性可在砂平面試樣上一筆涂刷長度和手感滑爽性表示, 同時也可以觀察飽沾性(飽蘸性)。
       涂料涂刷性能檢測:分別測定涂料在6r/min和60 r/min下涂料的粘度,然后將粘度的比值—即剪切稀釋指數作為衡量涂料涂刷性能的指標。
     
    a6.流淌性,流動性
       流淌性是指由于重力的影響,鑄造涂料在鑄型(芯)垂直面上有下流趨勢,并造成下部涂料厚度大于上部涂層厚度,甚至在鑄型(芯)底部形成堆積的現象。涂料抗流淌性好,則涂料易于涂掛,能夠有效降低涂料的滴淌現象,減少等待時間,提高生產節拍。更為重要的一點是,良好的抗流淌性能夠保證涂料上下的均勻性,防止涂料因為重力流淌而出現上薄下厚的現象。
       涂料發生流淌的主要原因是,當對涂料施加剪切力后,涂料體系中的高分子物質發生定向排列,降低了涂料的粘度,從而發生流淌。外力消除后,高分子定向排列并不會立即消除,而是慢慢地通過一定時間恢復到雜亂纏繞的狀態,這就保證了涂料的流動性。
       流動性檢測方法:將制做的標準砂塊流涂面朝上,砂塊與水平面的夾角為80°。用吸液管吸上涂料,在其上端澆灌3ml,然后迅速將之直立,直到涂料停止流動,自然干燥,測涂料流動的長度L做流動性系數。
     
    a7.吸濕性
       涂刷水基涂料的砂型、砂芯在烘干后會從空氣中吸收水分,從而使其性能變壞,強度降低,發氣量急劇增加,嚴重時可致使鑄件粘砂、組織疏松和氣孔等缺陷。
       涂料的吸濕性主要和粘結劑有關,水溶性粘結劑具有較強的吸濕性。對澆鑄前長期存放涂覆有涂料的砂型和砂芯,必須檢測涂層的吸濕性。

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