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铸造涂料质量对涂层的影响

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铸造涂料质量对涂层的影响

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【摘要】:
铸造涂料是指涂覆在型腔或型芯表面,以提高其表面耐火性、化学稳定性、抗金属侵蚀性和抗粘砂性的一种覆盖物。铸造涂料与铸件的表面质量有着密切的关系。从以下几个方面讨论了铸造涂料对铸件表面质量的影响

     铸造涂料是指涂覆在型腔或型芯表面,以提高其表面耐火性、化学稳定性、抗金属侵蚀性和抗粘砂性的一种覆盖物。铸造涂料与铸件的表面质量有着密切的关系。从以下几个方面讨论了铸造涂料对铸件表面质量的影响。

  模具和型芯上有很多气孔。在铸造凝固过程中,具有静压和动压的熔融金属会渗入气孔,形成附着在铸件表面且难以清理的金属砂壳,称为“机械粘砂”。铸造涂料的应用可以封闭模具表层和型芯上砂粒之间的孔隙,堵塞熔融金属渗透的通道,减少铸件的机械粘砂。当钢水浇铸或温度较低时,表面会不断形成金属氧化膜,与硅砂发生化学反应,导致铸件表面出现“化学粘砂”。铸造涂料的使用可以将熔融金属与模具或型芯表面隔离,抑制它们之间的化学反应,减少或消除铸件表面的化学粘砂。

  在铸造过程中,高温熔融金属对模具和型芯表面有很强的热辐射作用,加热模具和型芯产生的热压和热湿抗拉强度会导致铸件中出现夹砂。铸造涂层可以减缓模具或型芯的辐射加热,从而减少或消除夹砂缺陷的发生。具有一定粘结能力的铸造涂料还可以渗透到模具表面的砂粒与型芯之间,从而增强模具或型芯的表面强度和抗冲刷能力,减少铸件的冲砂缺陷。

  在涂层中加入隔热材料和激冷材料,可以改善模具内腔的温度分布,控制合金的凝固和结晶过程,从而减少铸件表面冷裂纹和热裂纹的发生。在涂层中加入一些合金元素,也可以起到局部表面合金化的作用,从而改善铸件的金相组织和性能。

  铸造涂料用于铸铁件时具有良好的可剥离性。石墨在铸造、凝固和冷却过程中形成光亮碳膜,防止熔融金属与砂型或型芯表面相互作用,防止粘砂。在湿型腔表面喷涂由废机油和石墨粉混合制成的涂层,依靠高温铸造产生的还原气膜和碳膜,可以获得表面异常光滑的薄壁铸铁件。

  铸造后,铸造涂料在涂层和铸件之间的界面上形成渣层,该渣层具有高粘度,并将耐火骨料粘在一起,阻止熔融金属的渗透。渣层与熔融金属无硅酸盐化学反应,与熔融金属不润湿或基本不润湿时效果较好。冷却时,渣壳与铸件之间的金属线收缩系数差异较大,渣壳与铸件界面产生较大的剪应力,导致涂层壳自动剥落。这种利用渣层防止粘砂的理论称为“隔渣理论”。涂层由易反应的金属和金属氧化物制成,它们经历热反应产生新的难熔氧化物,这可以防止熔融金属的渗透。