鑄鋼用新型醇基涂料的研制與應(yīng)用

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1、鑄鋼用新型醇基涂料的研制與應(yīng)用摘要本文根據(jù)生產(chǎn)需求，采用了國內(nèi)外一些穩(wěn)定性好的材料，應(yīng)用膠體磨多功能合成研磨等新工藝，采用微機(jī)監(jiān)控，并經(jīng)逐步完善，成功地試制出了鑄鋼件專用新型涂料。關(guān)鍵詞涂料鑄鋼微機(jī)監(jiān)控目前，國內(nèi)一般鑄鋼件采用醇基快干涂料可以滿足工藝要求，它主要以鋯英系列涂料為生產(chǎn)主體。這種涂料主要采用酒精、粘結(jié)劑、懸浮劑、耐火材料等組成，多數(shù)采用機(jī)械和人工攪拌混合而成。這種涂料經(jīng)抽查懸浮效果均在25天～55天，而其儲運(yùn)很不方便，效果一般。由于鋯英粉密度大，時間長，懸浮效果就下降，嚴(yán)重時不能使用。有的廠采用干粉末，雖然解決了運(yùn)輸問題，但

2、用戶自己采用酒精浸泡攪拌使用，效果不穩(wěn)定，也難以達(dá)到工藝要求。由于鑄鋼件品種多、要求高，壁厚相差懸殊，需根據(jù)鑄件要求選擇不同涂料。為了解決鑄鋼件專用涂料，我公司從去年就開始對全國60多家鑄鋼廠進(jìn)行調(diào)查，對國外涂料進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)合我國實際生產(chǎn)情況，采用了國內(nèi)外一些穩(wěn)定性好的材料，應(yīng)用膠體磨多功能合成研磨等新工藝，采用了微機(jī)監(jiān)控質(zhì)量。經(jīng)過廣大用戶使用，工藝性能得到了逐步完善。1新型鑄鋼醇基涂料的組成1．1耐火骨料涂料的耐火材料是決定涂料效果非常重要的因素，對防止鑄鋼件粘砂起到?jīng)Q定性作用。涂料靠它來防止金屬對鑄型滲透、浸蝕以及防止金屬與鑄

3、型之間的化學(xué)反應(yīng)。耐火骨料的選擇，視澆注金屬種類、鑄件要求、壁厚以及可能產(chǎn)生的鑄造缺陷而定。耐火材料的耐火度、燒結(jié)點、粒度及其膨脹特性等都是極重要的參數(shù)。同時，還必須不與金屬反應(yīng)，并能經(jīng)得住熔融金屬對它的浸蝕作用。鑄鋼常選用鋯英粉、剛玉粉、鋁礬土粉、莫來石粉、鎂橄欖石粉等。根據(jù)大量的資料報導(dǎo)，國外用于鑄鋼方面的耐火骨料多為鋯英粉，這是由于鋯英粉的耐火度高(熔點高達(dá)2190C～2420C，而石英粉僅為1710C)，膨脹率很小(只及石英粉的1／6左右)，因而可避免鑄件夾砂和粘40砂缺陷。同時，鋯英粉的導(dǎo)熱性極好，比石英高出兩倍多，因此使鑄件

4、冷卻凝固快，有利于在大型鑄鋼件中防止粘砂。為此，我們選用了鋯英粉(ZrO?！?4，95過260目)作為新型涂料的耐火骨料。1．2溶劑快干涂料的溶劑可分為兩大類：醇類和氯化烴類，后者屬于白干涂料的溶劑，由于它有一定的毒性而較少用。醇類包括甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等，它們在國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛，其中異丙醇在國外比較受歡迎，因為使用它配制的涂料質(zhì)量較好，涂刷方便。但它的成本高、氣味大。國內(nèi)多用乙醇，價格便宜、無毒、氣味也小。工業(yè)乙醇的價格較低，供應(yīng)情況較好，性能也能滿足要求，其酒精含量大于95。我們所用的溶劑以工業(yè)酒精為主(其乙醇含量>96％)

5、，適當(dāng)加入少量其它溶劑，以調(diào)節(jié)涂料燃燒速度、火焰溫度等。1．3粘結(jié)劑要使涂料有一定的常溫和高溫抗蝕能力，涂料中一般都含有常溫粘結(jié)劑，我們使用的是665酚醛樹脂。此外，我們還加入少量的無機(jī)結(jié)劑以提高涂層的高溫強(qiáng)度和抗蝕能力。1．4懸浮穩(wěn)定劑為防R止高密度耐火骨料分層沉淀，采用合適的懸浮劑是獲得優(yōu)質(zhì)醇基涂料的關(guān)鍵。我們采用的是鋰變性膨潤土與其它少量的增稠劑和促溶劑。鋰變性膨潤土的性能：外觀白色粉末；粒度95過300目；pH值8．1；水分<12，膨脹倍數(shù)100。1．5助劑2粉體密度被測粉體的密度可由供應(yīng)商提供，而不同的供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)是有一定

6、偏差的，但總體上是比較穩(wěn)定的。被測粉體密度也可通過相關(guān)測試手段測得。2．1沉降介質(zhì)沉降介質(zhì)可調(diào)節(jié)粉體在被測試過程中的沉降速度，對測試的準(zhǔn)確性會產(chǎn)生比較大的影響。比如，在密度較大的鋯英砂測試過程中，用水做介質(zhì)的測試結(jié)果，其相對誤差在5～8％之間，而用40％的甘油和水的混合物作為介質(zhì)，測試結(jié)果相對誤差就明顯減小，在3％～4％之間。因而對其它密度較輕的粉體測試過程中，用水作為介質(zhì)，誤差不是很大。沉降介質(zhì)的選擇原則是不能與被測粉體反應(yīng)及溶和，同時應(yīng)根據(jù)粉體的密度選擇適當(dāng)粘度的沉降介質(zhì)。3粒度分布儀的優(yōu)勢與不足粒度分布測定儀的應(yīng)用擴(kuò)大了粉體材料的

7、粒度測試范圍。粒度分布測定儀的應(yīng)用有助于了解粉體材為了保證所配制的涂料均勻，并具有穩(wěn)定的懸浮性和較好的塑性，加入少量穩(wěn)定劑、潤滑劑等。4新型醇基涂料的配制工藝4．1混制方法對涂料的混制，當(dāng)前國內(nèi)所采用的方法有：1)球磨機(jī)法：適用于各種不同粒度的粉料。小型球磨機(jī)需要混制約30min，而大型球磨機(jī)則需要1h以上。球磨機(jī)混制涂料能達(dá)到良好的活化效果，填料顆粒可得到較好的細(xì)化。4．2磨漿機(jī)法：適用于小批量生產(chǎn)。按配方將全部配料在容器中攪勻，然后在磨漿機(jī)上反復(fù)研磨，涂料性能即可達(dá)到要求。此法操作方便，速度快，生產(chǎn)中應(yīng)用較多。4．3攪拌機(jī)法：適于大

8、量生產(chǎn)，且機(jī)器磨損小，故也被廣泛使用。但攪拌對填料顆粒的活化效果較差，細(xì)化填料的作用很弱。4.4膠體磨法：國內(nèi)有人將膠體磨引入鑄造涂料的制備，但目前應(yīng)用還不多，特別是應(yīng)用在醇基涂料的生產(chǎn)中更少。膠體磨的磨體