鑄造塗（tú）料對鑄件表麵質量有何影響

       隨著工業科技和生產工藝的不斷發展，以及國內外大工業市場（chǎng）競爭的加劇，特別是我國加入WTO以來（lái），機器製造業及工程界對鑄件質量尤其是鑄件表麵質量的要求越來越高。鑄造塗料是指塗敷在鑄型型腔或型芯（xīn）表（biǎo）麵，以改善其表麵耐火度、化學穩定性、抗金屬衝刷性、抗粘砂（shā）性等性能的一種覆蓋物。鑄造塗（tú）料與鑄件表麵質量關（guān）係密切，本文從鑄造塗料的作用、性能等方麵談（tán）談鑄造塗料對鑄件表麵質量的影響（xiǎng）。

一、塗料的作用

1.減少鑄件表麵（miàn）的機械粘砂和化學粘砂

鑄型和型芯有（yǒu）很多孔隙，在澆鑄和（hé）凝固過程中帶有靜壓力和動壓力（lì）的金屬液會滲入孔隙（xì），形成粘附於（yú）鑄件表（biǎo）麵上很難清理的（de）金屬砂殼，稱為“機械粘砂”。應用鑄造塗料可以封閉（bì）鑄型和型芯表麵層砂粒間的孔隙，堵塞金屬液滲透的通道，減（jiǎn）少鑄件的（de）機（jī）械粘砂。鋼液在（zài）澆鑄或更低的溫度下，表麵會不斷地生成（chéng）金（jīn）屬氧化膜，這種金屬氧化膜可與矽砂發生化學（xué）反應（yīng），從而導致鑄件表麵的“化學粘砂”。使用鑄造塗料可以使金屬（shǔ）液與鑄型或型芯（xīn）表麵發生隔離，抑製它們之（zhī）間的化學反應，減少或消除鑄件表麵的化學粘砂。 例如像不粘鍋上用的不粘塗料或（huò）不粘鍋塗料、建築鋼材用的鋼結構塗料或鋼結構防火塗料、電纜上（shàng）用的電纜防火塗料等都是為保護（hù）原材質不受到大氣層的破壞（huài）從（cóng）而能（néng）夠延長（zhǎng）使用壽命。

2.減（jiǎn）少鑄（zhù）件表麵（miàn）的（de）夾砂和衝砂

澆（jiāo）鑄過程（chéng）中，高溫金屬液對鑄型和型芯（xīn）表（biǎo）麵有（yǒu）強烈的熱輻射作（zuò）用，鑄型和型芯受熱後所產生的熱壓力和熱濕拉強度會導致鑄件產生夾（jiá）砂。鑄造塗料可（kě）減緩鑄型或型芯的輻射受熱，從而減（jiǎn）少或消除夾砂缺陷的產生。具備一定粘結能力（lì）的塗料，還可以滲入鑄型和（hé）型芯表層砂（shā）粒之間，從而加強鑄型或型芯的表麵強度和抗衝刷能力，減少鑄件的（de）衝砂缺陷。

3.改善鑄件的表麵性能和內部質量

通過在塗料中（zhōng）添加絕熱材料和激冷材料，起到改善鑄（zhù）型內腔溫度（dù）分布與控製合金凝固和結晶過程的作（zuò）用，從（cóng）而減少鑄件表麵（miàn）冷裂與熱（rè）裂的產生。塗料中添加某些孕育（yù）劑或合金元素還可以起到局部孕育或表麵合金化，達到改善鑄件金相組織性能的作用。

二、塗料的性（xìng）能

1.懸浮穩定性（xìng）

塗（tú）料在貯存或使用過程中，固體顆粒應盡可能呈懸浮狀態，不分層、不沉澱、不結塊（kuài），保證塗料性（xìng）能均一和塗層質量。

2.塗刷性

塗刷性良好的塗料使（shǐ）用性（xìng）能是：刷筆在飽蘸塗料塗刷時爽滑、不粘、不帶（dài）起砂（shā）粒，塗刷後塗料能自動流平、無刷痕，型腔垂直麵上不發生塗料的（de）流失。

3.滲透性

優（yōu）質塗料應具備滲透到鑄型和型（xíng）芯適當深度的性能，一般要求滲入深度在2～3倍砂粒直徑，塗料向砂型孔（kǒng）隙的滲透還可以增強砂粒間的親合力。4.表麵（miàn）強（qiáng）度

塗層固化後遭外力劃擦、磨刷作用後不留痕跡、不掉粉粒的能力稱為塗料的表麵強度，足夠的表麵強度可防止在搬（bān）運、下芯及合箱時發生鑄（zhù）型（xíng）損（sǔn）傷（shāng）。好塗料還應（yīng）具備較好的抗粘砂性、抗裂性、保存性及（jí）少量發氣性等（děng）性能。
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三、鑄造塗料影響鑄件表麵質量的原理

1.氣模和碳膜隔離

石墨粉塗料用於鑄鐵件時，具有良好的剝離性。

石墨在澆鑄、凝固（gù）及冷卻期間生成一（yī）氧化碳氣膜和亮碳膜，阻止金屬液與砂型或型芯（xīn）表麵的相互作用，防止粘砂（shā）。在濕型型腔表麵噴塗廢機油與石墨粉攪拌（bàn）混製成（chéng）的（de）塗料，依靠澆鑄高溫所產生的還原氣膜與碳膜，可以得到表麵（miàn）異常光潔（jié）的薄壁鑄鐵件。
2.熔渣隔離

澆鑄後塗（tú）料層與鑄件界麵上（shàng）形成熔渣層，有較高（gāo）的粘度將耐火骨料等粘連在一起，阻擋了金屬液的滲透。熔渣層在與金屬液無矽酸鹽產生化（huà）學反（fǎn）應，與金屬（shǔ）液不潤（rùn）濕或基本不潤濕時（shí）效（xiào）果最好。冷卻時，渣殼層與鑄件金屬線收縮係數相差較大，在渣殼層與鑄件的界麵上（shàng）產生了較大的切應力（lì），導致塗層殼能自動剝（bāo）離，這種利用熔渣層防止粘砂的理論稱之為“熔渣隔離（lí）論”。用容易反應的金屬（shǔ）和金屬氧化物配製成塗料，經受熱反應生成（chéng）一種新的耐火氧化物，能阻止金屬液的滲透。

3.氧化作用

理論認為，鑄件是否粘砂（shā）取決（jué）於鑄件與塗（tú）料（liào）層之間（jiān）是（shì）否存在著臨界厚度的氧化鐵層，其厚（hòu）度約為100μm。為了防止化學粘砂，應增加氧化物（wù）厚度，當它超過臨界厚度時，塗層或型砂與金屬氧化物的燒結層易（yì）從鑄件上剝離。石（shí）灰石砂型在澆鑄鋼件時由（yóu）於下列反應：CaCO3＝CaO+CO2，導致鑄型腔內部的強氧化氣氛（fēn），加劇了鑄鋼件的表麵氧化，因而石灰石砂具有優良的防粘（zhān）砂效果。

在鑄鋼（gāng）件砂型應用效果好的塗料用在鑄鐵件砂型上卻容易粘砂，甚至是嚴重粘砂，這（zhè）可以從鑄鋼件表麵容易生成氧化（huà）鐵層得（dé）到解釋。鑄鐵含碳量高，碳元素先於鐵氧化，因而澆鑄鑄鐵時很（hěn）難（nán）生成達到臨界厚（hòu）度的氧化鐵層，因此“氧化作用”理論不適用於鑄鐵件（jiàn）的防粘砂塗料。
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