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铸造涂料的工艺性能

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铸造涂料的工艺性能

发布日期:2019-11-06 作者: 点击:

涂料的工艺性能是指涂敷操作过程中所表现的种种特性。
a1.渗透性
  渗透性是指涂料渗入到砂型孔隙中的能力。适宜的渗入量,可增强涂料对砂型的附着力,可加固砂型,提高砂型的抗粘砂能力。
  渗透深度根据砂子的粗细,一般在2∽3个砂粒---2mm之间比较合适。砂子粒度粗,按照上限控制;砂子粒度细按照下限控制。若太浅,涂层包裹不住砂粒,涂层与砂型(芯)表面粘结强度低,在烘干过程及高温下涂料易起脱壳,裂纹,造成铸件涂料皮夹渣及冲砂缺陷。若太深,砂型(芯)表面涂层薄,易造成裸型,并且涂层难以干透,易使铸件产生粘砂、气孔等铸造缺陷。
  渗透性和砂型紧实度有关:随着砂型紧实度的增加, 涂敷厚度增加,渗透层减少;紧实度太低,涂料渗透深度过大,涂层薄,同时对型砂的强度有一定的破坏作用。耐火骨料颗粒大小和形态结构,表面张力,砂型类型以及紧实度等会影响涂料渗透。
合理的渗透深度涉及到涂料和砂型的匹配:
1.涂料类型:水基涂料中的水会使砂粒之间的树脂粘结桥的强度降低,应避免涂料过多地渗入砂型。三乙胺冷芯大部分采用水基涂料,如果渗透较深,会明显影响砂芯强度。
2.砂型结构:比如缸体水套芯的壁厚较薄,所以必须严格控制渗透层深度。渗透太深会出现气孔问题及砂强度降低导致粘砂。
 
a2.流平性
   流平性是指施涂时,砂型涂层表面上出现的叠层、波纹痕、堆积、溅滴等在短时间内自行消除的性能。其实质是指涂料涂敷后,在其内部结构完全恢复向基体渗透失去流动能力之前,借助表面张力、自身重力等作用自由流动,进而使涂层表面平滑。流平性不好,会使涂料图层凹凸不平,影响铸件表面质量。流平性主要取决于涂料的表面张力和粘度,较粘稠的涂料流平性差;水基涂料要比醇基涂料的表面张力大故流平时间短,刷痕轻。
   实践经验告诉我们,水基涂料比溶剂基涂料的表面张力大,流平时间短。而非水基涂料溶剂挥发快,渗入砂型快,粘度增加,厚度减薄,流平时间较长。甚至在流平前涂层已干燥,故溶剂基涂料常出现较多刷痕。
 
a3.流变性
   流变性是指涂料在外力作用下变稀,外力去除后,涂料逐渐变稠。一般在固定剪切速率下或根据剪切力随时间变化的曲线进行判断,在粘度恢复阶段,恢复时间越短,结构恢复越快,曲线越陡,说明其流变性越差。
(1 )假塑性流体
    有剪切稀释特性的、非时间相关性,一经搅拌,其粘度就降低。在匀速搅拌下,粘度是定值,不因搅拌时间的延长而改变。搅拌停止,粘度立即恢复。流体所受的搅拌越强烈(即剪切速率高),其粘度下降的幅度越大。其缺点:施涂时,涂料的运动一停止,粘度即恢复,因此施涂后的刷痕、流痕等难避免。
(2)触变性流体
    也有明显的剪切稀释特性,不仅剪切速率增大,粘度降低,且在剪切速率不变的条件下,粘度还将随剪切作用时间的延长而逐渐降低,达到某一极限值后才趋于恒定。停止剪切以后,其粘度也不像假塑性流体那样立即恢复,而要经一段时间才能逐步恢复。铸造涂料的流变特性直接影响涂料的悬浮稳定性、 固含量、 抗流淌性和涂层厚度。涂料的流变特性是一项综合而复杂的指标,影响到涂料的诸多性能,具体与涂料流变特性相关的指标有粘度、剪切稀释性、流平性、触变性、抗流淌性、 涂挂性等。流涂涂料在流涂过程中出现的流痕、滴挂、裸型等,刷涂涂料在施涂过程中出现的刷痕明显、涂刷性能差等问题,也往往是由于涂料流变性能不符合制作工艺而导致的问题。
 
a4.燃烧特性/点火性能
   点火性和涂料本身的点火性能有关(比如助燃剂),也和溶剂有关。悬浮剂若用二甲苯引发(苯酚类物质,有毒)点火性好,但是气味也大,对皮肤的伤害也大(法律严禁添加的物质)。用甲苯,毒性小,点火性好一些。
  点火性不好,燃烧不充分,局部不干改进措施:使用含水量低的乙醇,必要时以异丙醇取代。加入溶剂油等助燃剂。对于面积大的型/芯,涂刷时采用刷一块点燃一块的做法。


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a5.涂刷性
   刷涂性是指用毛刷饱蘸涂料刷涂时手感滑爽不干涩,刷过的涂层较长距离保持光滑不劈裂、分岔的性能。涂刷性良好的涂料使用性能是:刷笔在饱蘸涂料涂刷时爽滑、不粘、不带起砂粒,涂刷后涂料能自动流平、无刷痕,型腔垂直面上不发生涂料的流失。
   现场检查涂刷性可在砂平面试样上一笔涂刷长度和手感滑爽性表示, 同时也可以观察饱沾性(饱蘸性)。
   涂料涂刷性能检测:分别测定涂料在6r/min和60 r/min下涂料的粘度,然后将粘度的比值—即剪切稀释指数作为衡量涂料涂刷性能的指标。
 
a6.流淌性,流动性
   流淌性是指由于重力的影响,铸造涂料在铸型(芯)垂直面上有下流趋势,并造成下部涂料厚度大于上部涂层厚度,甚至在铸型(芯)底部形成堆积的现象。涂料抗流淌性好,则涂料易于涂挂,能够有效降低涂料的滴淌现象,减少等待时间,提高生产节拍。更为重要的一点是,良好的抗流淌性能够保证涂料上下的均匀性,防止涂料因为重力流淌而出现上薄下厚的现象。
   涂料发生流淌的主要原因是,当对涂料施加剪切力后,涂料体系中的高分子物质发生定向排列,降低了涂料的粘度,从而发生流淌。外力消除后,高分子定向排列并不会立即消除,而是慢慢地通过一定时间恢复到杂乱缠绕的状态,这就保证了涂料的流动性。
   流动性检测方法:将制做的标准砂块流涂面朝上,砂块与水平面的夹角为80°。用吸液管吸上涂料,在其上端浇灌3ml,然后迅速将之直立,直到涂料停止流动,自然干燥,测涂料流动的长度L做流动性系数。
 
a7.吸湿性
   涂刷水基涂料的砂型、砂芯在烘干后会从空气中吸收水分,从而使其性能变坏,强度降低,发气量急剧增加,严重时可致使铸件粘砂、组织疏松和气孔等缺陷。
   涂料的吸湿性主要和粘结剂有关,水溶性粘结剂具有较强的吸湿性。对浇铸前长期存放涂覆有涂料的砂型和砂芯,必须检测涂层的吸湿性。

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