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粘度不流失滴淌的特性，即阻止涂料流動，不發生滴淌現象。

　　流平性是指涂料在表面張力作用下，緩慢恢復粘度，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，當復雜型腔結構的白模浸涂時出現涂料流不動，流不下來，淤積在狹小空間內，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，烘干出現開裂，干不透的現象。

　　若涂掛性差的話危害也很嚴重，導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鍵。

　　二、耐火度與燒結性的平衡

　　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，燒結性差的時候，當鐵水與涂料接觸時，涂層無法產生液相，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。

　　優秀的鑄造涂料骨料應該是合適的耐火度，燒結區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，不同產品對應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，發出明顯的“呼呼聲”，加劇鐵水氧化，EPS在有氧下燃燒，產生碳缺陷。

　　若透氣性差，澆鑄時下水不順暢，易返噴，出現澆包等下水的情況，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應該是，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，容易出現鼓包，濕態脫落，干燥后磕碰掉一塊的現象。

　　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。

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

　　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。

　　對應不同消失模鑄件，涂料的性能三者的平衡至關重要。

　　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鍵。

　　一、商品復合粘結劑

　　商品粘結劑的主要性能已經決定了，用戶很難再去調整。我們用馬弗爐檢測粘結劑的高溫燒失量來評價透氣性，并做好數據記錄。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定性差，易于鐵水氧化物發生酸堿中和反應，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。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號轉子檢測涂料粘度;

　　觸變性：4號轉子6轉與60轉的比值反應觸變率;

　　一、涂料破水

　　主要原因是涂料懸浮體系不穩定造成涂料離漿。

　　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，濕態黃模處于高溫高濕狀態下烘干。

　　三、涂料塊

　　鑄件產生涂料塊缺陷的主要原因，

　　1、涂料本身質量問題(不耐沖刷，高溫狀態下處于松散狀態，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粘砂。

　　四、粘涂料缺陷

　　產生的原因有：

　　1、涂料耐火度低于澆鑄溫度;

　　2、涂料酸堿度與鐵水材質不匹配;