金屬型鑄造涂料在鋁合金鑄造中的應用

金屬型鑄造涂料在鋁合金鑄造中的應用摘要：本次研究對金屬型鑄造涂料的主要功能及組元特性分析后，對金屬型鑄造涂料絕熱性的影響因素加以研究，對金屬型鑄造涂料在鋁合金鑄造中的應用情況進行探析，旨在合理應用金屬型鑄造涂料于鋁合金鑄造中，充分發(fā)揮出該涂料的應用價值。關鍵詞：金屬型；鑄造涂料；鋁合金鑄造；應用金屬型鑄造、砂型鑄造涂料進行比較，在冶金性能、鑄件表面性能，以及生產(chǎn)效率、經(jīng)濟性等多個方面差異較大，所以當前金屬型鑄造涂料被廣泛應用于鋁合金鑄造中。需要注意的是，金屬型鑄造涂料的選擇、應用情況，直接關系到鑄件的質(zhì)量，因而應明確涂料絕熱性的相關影響因素，合理選擇金屬型鑄造涂料、有效應用該種涂料。一、金屬型鑄造涂料的主要功能及組元特性分析（一）金屬型鑄造涂料的主要功能金屬型鑄造涂料具有保護金屬模具、控制型臂界面?zhèn)鳠崴俾?，以及保證鑄件表面質(zhì)量、實行鑄件脫膜等功能。為提高鑄件的整體質(zhì)量應在合金熔液模具內(nèi)凝固時，充分發(fā)揮出金屬型鑄造涂料的功能。（二）金屬型鑄造涂料的組元特性當前，市場方面銷售的商品類金屬涂料類型較多，保溫效果、附著力較佳，而儲氣效果及排氣效果并不理想，因而需合理選擇石墨粉。需要注意的是，石墨粉的類型非常多，使用的多為自潤滑性較佳石墨，該種石墨容易溶于水［1］。而壓力鑄造過程使用的石墨具有耐高溫及氧化的效果，不足：自潤滑性不理想、不易溶于水，將其當作金屬型鑄造涂料無法達到最佳的脫膜效果。氧化鋅保溫的同時可提高涂料附著能力，經(jīng)試驗添加氧化鋅有助于增加石墨粉的比例，使得涂料層加厚、避免發(fā)生脫落情況，并且能夠加強涂料層排氣效果。二、金屬型鑄造涂料絕熱性的影響因素研究（一）涂層厚度因素通過研究發(fā)現(xiàn)，涂層絕熱性會受到厚度的影響，280um厚度涂層、絕熱性220um涂層比較無較大差異，若為涂層厚度〉280um容易和模具分離、剝落，這時涂層厚度處于160~220um最佳的范圍。（二）涂料成分因素模具涂料經(jīng)水、高溫粘結(jié)劑、耐火材料等構成，各種性能涂料的成分有一定差異。具有絕熱性能涂料中存在絕熱礦物混合材料云母、滑石粉，以及氧化鋁及二氧化鈦等，潤滑、導熱涂料主要經(jīng)膠體/半膠體石墨為主，可在鑄件脫膜、較小的熱隔中應用。值得一提的是，絕熱涂料作為2種涂料間的制品，在脫膜、絕熱方面性能較好。為使涂料骨料達到耐火度的要求，應在正常澆注條件避免產(chǎn)生涂料、熔液反應情況，生產(chǎn)過程中選取涂料時應關注到涂料的潤滑、導熱率、粒度等性能，以此提高鑄件脫膜率、光潔度、絕熱性等［2］。通常情況下涂層表面更粗糙絕熱性能更好，究其原因和澆注期間熔液流過模具型腔表面，熔液會在較短時間發(fā)生表面張力有關，這時熔液、涂層界面位置能產(chǎn)生一定的孔隙，故此利于提高涂層絕熱性能。熔液、涂層接觸面積降低，會對傳熱性能構成中介影響，可促進熔液流動。粗糙耐火顆粒熔液充填腔中，能夠連續(xù)對熔液表面氧化膜產(chǎn)生作用從而確保熔液流動的效果；反之，顆粒為光滑涂層的狀態(tài)、涂層及熔液接觸面較大，則會致使涂層傳熱系數(shù)隨之改變。（三）涂層孔隙度因素涂層絕熱性，直接關系到涂層厚度、孔隙度，不容易受到施涂方法、施涂條件因素所影響，這和涂層中孔隙形成程度有關，而該項因素會受到模具型腔表面接觸載體水蒸發(fā)速度影響。一般多通過噴涂方式施涂，部分時候還會使用刷涂方法處理，比如：澆注系統(tǒng)、冒口區(qū)中均可石油刷涂方法進行處理。180°C條件下施涂的效果理想，然而涂料黏度、噴涂設備直接關系到涂料沉積層質(zhì)量，所以需考慮到上述因素，如果必要可稍偏離最佳施涂溫度處理。模具溫度較高情況下噴涂，涂料載體水、高溫間會產(chǎn)生一定的反應，獲取最大涂料孔隙，保證涂料的絕熱性能。但是如果模具溫度過高的話，則容易引發(fā)回彈現(xiàn)象致使涂層無法很好的黏附于型腔表面，此時涂層對于鑄型附著力、使用時間的影響較大；溫度條件較低狀況下施涂，可以確保涂層的時間，不足：該涂層致密性較佳、絕熱性能較差，如果溫度過度施涂無法達到均勻的要求［3—4］。模具加熱至工作溫度，易發(fā)生涂層開裂、起皮問題，涂層中的吸收水分處于高溫蒸發(fā)條件下，出現(xiàn)粘結(jié)劑膜龜裂的概率增加。三、金屬型鑄造涂料在鋁合金鑄造中的應用情況探析（一）在施涂準備工作中的應用施涂基底關系到涂層性能，新模具施涂前需要做好清潔處理，將潤滑油脂、銹斑清除，應用原模具將涂層清理干凈。以往，多通過鋼絲刷清除模具表面的污漬，這種方法對模具表面磨損比較嚴重。針對于此，需尋求無損清理方法清洗金屬表面，比如：濕化學清洗方法、樹脂介質(zhì)方法［5］。受到環(huán)境因素、成本因素影響，上述方法沒有得到很好的應用，當前多使用干冰噴丸法對模具進行清理，在生產(chǎn)過程中使用效果較好，清理后模具通過煤氣燃燒嘴加熱至320°C左右，較多廠家運用的為預熱爐，能在加熱參數(shù)下對模具預熱處理，從而使得模具溫度保持均勻的狀態(tài)。（二）在涂料準備、操作中的應用涂料施涂前充分攪拌原裝涂料、稀釋到達到濃度及黏度的要求，選擇波美度檢測密度，以便保證涂料的原始性能。若施涂時間過程施涂時應對涂料濃度、黏度，以及涂層厚度、模具溫度等加以測定，合理運用專用儀器對涂層厚度、模具溫度加以測定。近年來，應用率最高的為噴射技術，噴射裝置主要通過空氣管道、輸管及容器等構成，這一噴射系統(tǒng)結(jié)構比較簡單，且能夠確保噴涂的整體效果，不足：容易產(chǎn)生較多斑點，確保涂層保持平滑的狀態(tài)。因而相關設計人員設計了專用噴槍，能對扇形噴射面寬度作以調(diào)節(jié)，并確保噴射強度、流量，進而可以獲取均勻的噴霧。此外，噴槍停止工作期間攪拌罐中的涂料，使得涂料于供給管道中循環(huán)，有助于控制涂層液骨分層情況的發(fā)生率，實時顯示涂料的不同性能參數(shù)。（三）在施涂過程中的應用模具溫度冷卻至180°C時，采取存在表面活性劑的水熔液稀釋涂料，能加強涂層對于模具表面附著方面能力。必要時可借助計算機的作用模擬模具制作，試驗、明確模具的相關結(jié)構參數(shù)，確保達到以此成功鑄造的效果。經(jīng)模擬熔液充填模具、模具內(nèi)凝固，對在模具應用前的性能作以預測，同時建議模擬涂料施涂對合金鑄造充填模具、凝固場、鑄件溫度場等的影響，然后聯(lián)系具體情況不斷完善施涂工藝［6］。結(jié)語：涂層厚度、涂料成分、涂層孔隙度等，均為涂料絕熱性主要影響因素為合理應用并發(fā)揮出金屬型鑄造涂料的最大作用，可在施涂準備、涂料準備及操作、施涂過程中有效運用，進而滿足工藝的相關要求，鑄造出質(zhì)量達標的鑄件，發(fā)揮出金屬型鑄造涂料的作用。參考文獻：閆盛青，林有希，鄭開魁，等.金屬型鑄造模具涂料研究進展J].熱加工工藝,2019，48(03):18-21.張殿喜，張后永，陳召松，等.鋁合金金屬型模具涂料配制及噴涂工藝研究[J].鑄造技術，2018，039(003):576-578.⑶王家凱，張成明，董寅生.鋁合金型內(nèi)氧化處理工藝探索J].特種鑄造及有色合金，2018，038(005):560-564.⑷盧耀堂，肖一.高溫磁鐵在低壓