涂料的烧结性和防气孔效果的研究.pdf

维普资讯 荛199：。年差第8月 J·Hua中zho理n8U工D1V．大·ofSS学8c1．．·＆TT报ec。n．· ACOttgI．u1s8LN19o9．40 涂料的烧结性及防气孔效果的研究 李远才 戴堵绮 王文清 祝建勋 (机械工程二系) (第一拖拉机制造厂) 提 要 台氮树脂砂 易引起低碳钢铸件产生皮下气孔 ，冉防止 气孔的产生，本文对几 种烧结型防气孔涂料及其效果进行 7实验研宄，结果表明，好的涂料配方具有理 想的烧结性，因而具有屏蔽砂芯 (型)气体 的好效果．文 中根据扫描 电镜 (SEM)观 察和 电子探 针微 区分析 (EPMA)结果 ，提 出7烧结型涂料 的防气孔机制 ． 关量词：涂料j含氮树脂砂j烧结性}低碳钢j铸件j皮下气孔 中圈法分类号}TG24}TG242 1 气孔的形成机理及防止依据 在用树脂砂型 (芯)铸造铸钢件 时，引起铸钢件产生皮下气孔 的一个主要 因素是树脂 砂 中的氮，这一事实 已被 国内外一些研究者 “～。听证实．我们通过对低碳钢铸件皮下气孔 形貌的扫描 电镜观察和对气孔中的夹杂物进行 电子探针元素分析 ，初步断定这是树脂砂 中分解 出来的原子氮 (其次还有氢、一氧化碳等)通过铸型 (芯)一金属界面进人钢水时， 由于受扩散速度的限制，氮等原子气体在界面钢水侧的表层 内富集饱和的结果．钢水凝固 时，因其溶解度下降，表层饱和的氮逐步过饱和，并以分子态 以界面砂型 (芯)侧表面的 微细凹腔作为非均质气核而析 出，形成气泡J在适 当的凝固速度条件下，气泡被捕获在凝 固的铸钢件表层之下，成为皮下气孔．为防止皮下气孔产生，一项重要措施是阻止氮等气 体进入钢水．采用刷涂料能否具有这一功能，是作者侧重研究的内容． 从有关文献 和资科①看，涂科的主要作用是防止铸件粘砂，使其表面光沾．为使铸 件光洁，且使潦层 易从铸件表面剥离， 以下三种观点：1．涂料耐火基料的耐火度 应 高 于金属 的浇注温度 ，以免耐火材料烧 附于金属表面 2．耐火基料的耐火度最好 比金 属浇 注温度低50℃～100℃，使耐火材料有…定的轻度烧结，形成鞍致密的抗渗,IZ；3．在涂剌 中配入某些助熔成分 ，在浇注温度下橡层完全熔融，形成-层致密无缝的玻璃休 ．津用等 用涂料涂刷 甲苯磺酸催化的呋喃树脂 自硬砂，以防止球铁铸件表层出现石墨球变异时，认为 该种涂料应具有下述三种作用 ：第一，潦料中的某些组分吸收来 自砂型 ( )的气体j 本文1990年 1月24日收到， 国萸晓兵．’铸铁用白色铸型涂料与金属的界而作用研究．清华大学博：H皇文详细摘要，I989． 维普资讯 华 中 理 工 大 学 学 报 第二，涂料本身分解出气体 以阻挡或抵消来 自砂型 (芯)的气体；第三 ．致密的涂层屏蔽来 自砂型 (芯)的气体．从防止氮气孔 着眼，我们认为要获得津 田提出的前两种效果会使涂 料的配制及涂刷工艺复杂化，且还有加启Ⅱ皮下气孔 的危险性 ，而第三种作用正是本研究要 深人探讨的课题．但是在浇注钢水的高温下如何使涂层具有高的气密性，铸件冷却后又易 于剥离，则是本研究的关键． 2 高气密性烧结型涂料的获取 本研究为脲醛呋哺树脂砂芯研制了一批涂料，其耐火基料主要为铝矾土，锆英粉和A 粉 ．表 1为锆英粉和铝矾土的规格及化学组成．涂料粘结剂为酚醛树脂、硅酸乙酯、硅溶 胶等j悬浮增稠剂为聚 乙烯醇缩丁醛(PVB)、改性膨润土等．PVB与酚醛树脂具有较好的互 囊1 描菇糖和嚣矾土的栩格置化擘蛆威 ( ) 耐火度 粒度 zroj SiOlTjo，1FelD31A】lo3j0+MgO．P{0 灼减 钻英粉1800℃320目6．5O33．21 o．44{o．o{0．0 {o．34 0．3O 铝矾土1770℃3O0目 9．4O 4．2010．6|IB5．4010．36 0．29 溶性，在常温下树脂是理想的粘结荆，而改性膨润土通过改性 ，使之适用于有机溶郝，具 有