熔模铸造涂料工艺性能的控制
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铸造质量控制引言概述:铸造是一种重要的创造工艺,广泛应用于各个行业。
铸造质量控制是确保铸件质量符合要求的关键步骤。
本文将从材料选择、工艺控制、设备维护、工艺改进和质量检测五个方面详细阐述铸造质量控制的重要性和方法。
一、材料选择1.1 确保原材料质量:选择合适的原材料是保证铸件质量的基础。
要求原材料符合国家标准,并进行严格的检验和测试。
1.2 控制合金成份:在铸造过程中,合金成份的控制对于铸件的性能至关重要。
通过精确的配料和严格的质量控制,确保合金成份符合设计要求。
1.3 优化材料熔化过程:材料熔化是铸造的关键步骤,要确保熔化温度、保温时间等参数符合要求,避免杂质温和体的夹杂。
二、工艺控制2.1 确定合适的铸造工艺:根据铸件的形状、尺寸和要求,选择合适的铸造工艺。
包括砂型铸造、金属型铸造、压铸等,确保铸造过程中能够得到良好的铸件质量。
2.2 控制铸造温度和速度:铸造温度和速度对于铸件的凝固过程和组织结构有重要影响。
通过控制熔体温度和冷却速度,避免铸件浮现缩孔、夹杂等缺陷。
2.3 优化浇注系统设计:浇注系统的设计对于铸件质量至关重要。
合理设计浇口、冷却水道等,确保熔体能够均匀地填充模型,避免气孔和缺陷的产生。
三、设备维护3.1 定期检查设备:定期检查铸造设备的状态,包括熔炉、模具、浇注设备等。
确保设备正常运行,避免因设备故障引起的铸件质量问题。
3.2 清洁和保养设备:保持设备的清洁和良好的工作状态对于铸造质量的控制至关重要。
定期清洗设备、更换磨损部件,确保设备的正常工作。
3.3 培训和提高操作技术:铸造工艺的操作技术对于铸件质量的控制有重要影响。
通过培训和提高操作技术,提高操作人员的技术水平,确保工艺的稳定性和一致性。
四、工艺改进4.1 分析和改进工艺缺陷:对于浮现的铸件缺陷,进行详细的分析和改进。
通过改进工艺参数、优化工艺流程等方式,减少缺陷的发生。
4.2 引进新工艺和技术:随着科技的发展,不断引进新的铸造工艺和技术,提高铸件质量和生产效率。
熔模铸造涂料工艺性能的控制一、前言“制壳”是熔模铸造生产中最重要的工序之一。
精铸件的废品与返修品中有60-80%是因型壳质量不良而造成。
型壳质量除受原辅材料(粘结剂、硬化剂及耐火砂粉料)、制壳生产环境(温度、湿度等)和操作者技术水平影响外,其主要的决定性因素是“涂料工艺性能”的优劣。
上述诸多因素直接与型壳强度、高温抗变形能力、透气性、热膨胀率、热化学稳定性等有关。
实践证明,精铸件上许多表面缺陷(毛刺、麻点、结疤、披锋、流纹、气孔分层夹砂等)和型壳的质量事故(穿钢、漏壳、变形、开裂等)常因上述因素产生,其中最重要又薄弱的环节是制壳生产中对涂料工艺性能检测和控制的缺失。
目前国内无论是已有近60年生产生产历史的水玻璃型壳或从国外引进已20年的硅溶胶型壳的企业,生产中绝大多数仍只限于用一个“流杯粘度计”来控制涂料质量。
虽然早在1985年,我国精铸业已颁布了“熔模铸造涂料试验方法”(JB4007-85)行业标准,但至今未能全面贯彻和执行,无疑这正是我国精铸件质量不稳定,返修率、废品率高,一次合格率低,质量事故频繁的重要原因之一。
国外精铸十分重视“涂料质量”的管理[1][2,]日本、美国等早就对硅溶胶涂料工艺性能进行有效的管理和控制。
我国精铸界同仁应认真学习,迎头赶上。
我国目前主要有两种精铸制壳工艺,即水玻璃和硅溶胶涂料。
其工艺性能指标虽然不同但控制和管理方法基本相同。
涂料工艺性能的稳定是精铸件质量稳定的必要条件。
二、涂料工艺性能的内容及定义1、流动性—涂料在蜡模(组)表面流动能力的大小及其流平性和流淌性的高低。
2、覆盖性—涂料在蜡模(组)表面覆盖能力的大小(润湿性或涂挂性能的高低)及在一定流淌时间内,涂料层平均厚度值的大小。
3、致密性—在一定覆盖性和流动性前提下,涂料内部致密程度的高低(粉料的体积浓度)。
4、稳定性—涂料中的粘结剂“胶凝”(老化)程度的高低和速度的快慢(涂料的使用寿命长短)。
5、均匀性—涂料层的均匀及洁净程度。
铸造生产过程质量控制点铸造生产过程质量控制点1.前言本文档旨在指导铸造生产过程中的质量控制点,确保产品的质量满足预期要求。
本文档包括了铸造生产过程中涉及的各个环节,详细描述了每个环节的质量控制点,以便生产人员在操作过程中能够遵循相应的控制点进行质量控制。
2.原料准备2.1 原料检验●原料的质量检验应按照相关标准进行,确保原料符合要求。
2.2 配料准确性●配料过程中应注意准确称量各种原料,避免过量或不足。
2.3 原料储存●原料应储存在干燥、通风良好的仓库中,避免受潮和污染。
3.熔炼工艺控制3.1 炉温控制●确保炉温达到合适的熔化点,避免熔炼温度过高或过低。
3.2 熔炼时间控制●控制熔炼时间,使金属能够充分熔化并达到均匀状态。
3.3 炉膛清洁●定期对炉膛进行清洁,清除炉渣和其他杂质。
4.浇注工艺控制4.1 浇注温度控制●控制浇注温度,确保金属在浇注过程中不过热或过冷。
4.2 浇注速度控制●控制浇注速度,使金属能够充分填充模具,并形成理想的形状。
4.3 浇注压力控制●控制浇注压力,确保金属在浇注过程中能够均匀充实。
5.硬化工艺控制5.1 冷却时间控制●控制冷却时间,使铸件能够充分硬化。
5.2 冷却介质控制●选择合适的冷却介质,确保铸件冷却均匀。
5.3 温度检测●对冷却后的铸件进行温度检测,确保其达到硬化要求。
6.表面处理工艺控制6.1 砂型清理●对铸件表面的砂型进行清理,移除可能存在的杂质和砂粒。
6.2 表面修整●对铸件表面进行修整,去除可能存在的凹凸不平的部分。
6.3 防锈处理●对铸件进行防锈处理,防止氧化和腐蚀。
附件:●附件1、原料质量检验标准●附件2、浇注工艺参数记录表●附件3、硬化工艺参数记录表●附件4、表面处理工艺记录表法律名词及注释:●1.法律名词1、注释1●2.法律名词2、注释2●3.法律名词3、注释3。
铸造生产过程的质量控制铸造生产过程的质量控制引言铸造生产过程概述铸造是通过将熔融金属或合金注入预先制作好的模具中,然后进行冷却凝固得到所需形状的工艺。
铸造生产过程主要包括模具制作、熔炼与浇注、冷却凝固和后处理等环节。
质量控制措施铸造生产过程中的质量控制可以分为以下几个方面:1. 模具制作的质量控制模具的准确度要求高,尺寸精确、表面光滑,以保证最终产品的尺寸精度和表面质量。
模具的材料选择和加工工艺要合理,以保证模具的耐磨性和寿命。
2. 熔炼与浇注的质量控制熔炼时要严格控制熔炼温度和熔炼时间,保证金属或合金的成分均匀,不产生气体和夹杂物。
浇注时要控制浇注温度和速度,避免产生气孔、夹渣和缩松等缺陷。
3. 冷却凝固的质量控制控制冷却速度和冷却方式,以避免产生组织缺陷,如晶粒过大、晶界不清晰等。
控制凝固过程中的温度变化,以避免产生应力和变形。
4. 后处理的质量控制清理杂质和缺陷,如夹渣、气孔等。
进行热处理、表面处理或机械加工,以改善产品的性能和表面质量。
质量控制方法为了有效控制铸造生产过程中的质量,可以采取以下几种方法:1. 设计质量控制在产品设计阶段,就应考虑产品的铸造性,合理设计产品的几何形状和壁厚,减少可能出现的缺陷和变形。
2. 工艺参数控制对每个工艺环节中的关键参数进行严格控制,如熔炼温度、浇注温度和速度等。
在铸造过程中,通过实时监测温度、压力和流速等参数,进行及时调整和控制。
3. 检测和检验使用各种检测设备和仪器,如X射线探伤仪、超声波检测仪等,对产品进行无损检测,以发现和排除可能存在的缺陷。
进行物理和化学性能的检验,如拉伸试验、硬度测试和成分分析等。
4. 信息化管理建立完善的质量管理体系,进行全过程的质量记录和数据分析,发现问题并采取措施进行改进。
运用信息化技术,实现数据的实时监控和追溯,提高生产过程的透明度和可控性。
结论铸造生产过程的质量控制是确保最终产品质量的重要环节。
通过合理的质量控制措施和方法,可以有效避免铸造过程中可能出现的缺陷和变形,提高产品的质量和性能。
铸造生产过程质量控制点铸造生产过程质量控制点铸造生产过程质量控制点是指在铸造生产过程中,通过采取一系列控制措施,以确保铸件质量达到设计要求的关键环节和要点。
铸造生产过程质量控制点的正确选择和实施,对于提高铸造生产过程质量、减少废品率具有重要意义。
以下是铸造生产过程中一些常见的质量控制点。
1.原材料控制原材料是影响铸件质量的关键因素之一。
在铸造生产过程中,需要对原材料进行严格的控制,包括熔炼炉料及加入剂的选择、原材料配比的控制等。
只有选择合适的原材料并正确使用,才能保证铸造产品质量的稳定性和一致性。
2.熔炼控制熔炼过程是铸造生产中最关键的环节之一。
在熔炼过程中,需要控制炉温、炉料的投入速度、炉内压力等参数,以确保金属液的质量稳定。
对于特殊材料的熔炼过程,还需要控制熔炼环境的气氛、熔炼时间等因素。
3.浇注控制浇注过程是将熔融金属注入到型腔中的过程。
在浇注过程中,需要控制浇注速度、浇注温度、浇注方式等因素,以保证浇注质量和铸件的致密性。
还需要控制浇注过程中金属液的气体排出情况,避免气孔的产生。
4.型腔控制型腔是铸造中形成铸件形状和尺寸的关键部位,对铸件质量有着重要影响。
型腔控制包括型腔设计、制造和维护等环节。
必须确保型腔的准确尺寸和光洁度,避免型腔表面的破损和变形,以确保铸件的形状精度和表面质量。
5.冷却控制冷却过程是铸件从熔融状态到固态过程中的一个关键环节。
在冷却过程中,需要控制冷却速度、冷却介质、冷却时间等因素,以保证铸件组织的均匀性和致密性。
还需要控制冷却过程中的温度梯度,避免铸件产生应力和变形。
6.热处理控制对于某些特殊材料或要求较高的铸件,还需要进行热处理过程。
热处理过程包括加热、保温和冷却等环节。
在热处理过程中,需要控制温度、保温时间、冷却速度等参数,以确保铸件组织的改善和性能的提升。
7.表面处理控制铸件的表面处理是为了提高铸件的表面质量和耐腐蚀性。
表面处理包括喷砂、抛光、电镀等工艺。
在表面处理过程中,需要控制处理剂的使用和浸溶时间,以保证铸件表面的光洁度和处理效果。
熔模铸造的工艺设计要点及注意事项熔模铸造是一种常见的铸造工艺,它可以制造出形状复杂、尺寸精确的金属零件。
以下是熔模铸造的工艺设计要点及注意事项。
1. 材料选择:熔模铸造通常使用耐火材料制作模具,如陶瓷、石膏等。
要根据所需零件的材料选择合适的熔模材料,并确保其能够承受高温和金属液体的侵蚀。
2. 模具设计:模具的设计要考虑到零件的形状、尺寸和表面质量要求。
模具应具有足够的强度和刚度,以抵抗金属液体的压力和温度变化。
同时,还应考虑到材料浇注和铸造后的冷却收缩等因素,并合理设置浇口、排气口和浇筑系统。
3. 浇注温度控制:熔模铸造的关键是要控制好金属液体的浇注温度。
过高的温度会导致铸件表面粗糙,过低的温度则会引起金属流动的困难。
因此,在铸造前,需要对金属液体进行合适的预热和测温,确保温度控制在合适的范围内。
4. 熔模烧结:熔模铸造的首要步骤是烧结模具。
烧结过程需要控制好温度和时间,以保证模具能够具备足够的强度和耐火性。
烧结后,还需要进行模具的表面修整和涂料处理,以提高模具的表面质量和涂层的粘附力。
5. 金属液体的浇注:对金属液体进行浇注时,需要注意浇注速度和浇注方式。
过快的浇注速度会引起金属液体剧烈冲击模具,容易导致模具破裂或产生气孔和夹杂物。
而过慢的浇注速度则会导致金属液体凝固不完全。
此外,还需注意金属液体的均匀浇注,避免产生冷隔。
6. 冷却和晾热处理:在铸造完成后,需要对铸件进行冷却和晾热处理。
冷却过程应缓慢进行,以防止因温度变化引起的热应力和变形。
晾热处理有助于提高铸件的机械性能和组织均匀性。
总之,熔模铸造的工艺设计要点及注意事项包括材料选择、模具设计、浇注温度控制、熔模烧结、金属液体的浇注和冷却晾热处理等。
合理的工艺设计能够确保铸件的质量和精度,提高生产效率和产品品质。
继续写:7. 模具温度控制:熔模铸造中,模具温度的控制是非常重要的。
模具的温度过高会导致模具磨损加剧,模具寿命减少,并且可能引起铸件的气孔和缺陷。
熔模铸造是一种传统的金属制造工艺,它以熔化金属并注入预先制作的模具中来制造各种复杂的金属零部件。
熔模铸造具有成本低、制作周期短、形状复杂等特点。
但在实际生产过程中,熔模铸造常常会出现一些缺陷,如气孔、热裂纹、砂眼等,严重影响产品的品质和性能。
如何防止熔模铸造中的缺陷产生,成为了制造企业和工艺工作者需要解决的重要问题。
1. 熔模铸造的工艺过程熔模铸造主要分为模具制备、熔化金属、注射成型和冷却固化等工艺过程。
1.1 模具制备模具制备是熔模铸造的第一步,需要根据零部件的形状和尺寸特点,制作出耐高温、耐腐蚀的熔模,以保证零部件的精度和表面光洁度。
1.2 熔化金属熔化金属是指将金属料在高温条件下熔化成流动状态,以便注射到模具中形成成型。
1.3 注射成型在熔化金属达到一定温度后,将其通过注射器注入到已经制备好的模具中,使得金属充填整个模腔。
1.4 冷却固化注射成型后,金属在模具中冷却并固化成型,然后可以取出零部件进行后续的处理。
2. 防止缺陷产生的方法2.1 优化模具设计模具设计是影响熔模铸造质量的重要因素之一。
合理的模具结构设计和表面涂层处理,可以有效减少金属氧化、气孔和砂眼等缺陷的产生。
2.2 控制金属熔化和浇注温度金属的熔化温度和浇注温度直接影响了熔模铸造品质。
合理控制金属熔化和浇注温度,可以降低金属的气体溶解度,减少气孔和砂眼等缺陷。
2.3 优化浇注系统浇注系统是指将熔化金属注入模具中的一系列通道和孔道。
合理设计浇注系统,可以减少金属在注射过程中的速度冲击和气体夹杂,降低缺陷的产生率。
2.4 严格控制熔模铸造工艺参数包括模具预热温度、浇注速度、压力等工艺参数的严格控制,可以有效减少热裂纹、砂眼等缺陷的产生。
3. 个人观点和理解熔模铸造作为一种常见的金属制造工艺,经过不断的发展和改进,已经成为了制造复杂金属零部件的主要方法之一。
在实际生产中,如何降低缺陷的产生,提高熔模铸造产品的质量和性能,是需要企业和工艺工作者共同努力的方向。
不锈钢熔模铸造缺陷分析及质量控制熔模铸造的工艺流程通常为:压型制造→蜡模压制→蜡模组装→浸涂料→撒砂→硬化及干燥→脱蜡→焙烧→浇注→落砂及清理。
由于其工艺环节较多,过程较复杂,因而最终铸件的品质受诸多因素的影响很大,不易进行控制。
结合不锈钢熔模铸造生产过程中出现的若干缺陷类型,探讨、分析不锈钢熔模铸造过程中品质控制的关键环节。
1、典型缺陷及其成因(1)表面麻坑在生产中,有时发现成批铸件表面出现麻坑(见图1-1).呈规则的半球形小坑,凹坑直径为013~018mm,深013~015mm,麻坑在铸件局部呈密集状分布.该缺陷虽不影响铸件使用性能,但无法修整,严重影响了铸件的表面品质,导致铸件成批报废。
对该缺陷进行能谱分析(见图1-2 ),结果表明该缺陷位置存在着微量的Mg、Ca等元素。
图(1-1)铸件表面麻坑缺陷图(1-2)麻坑缺陷位置的能谱分析该表面麻坑缺陷产生的主要原因是面层型壳材料不合格。
在铸造生产中多采用锆砂作为型壳面层耐火材料,其导热性好,蓄热能力大,耐火度高,热震稳定性好。
纯ZrSiO4的耐火度在2000℃以上,但随着杂质含量增加,耐火度相应下降。
当锆砂中含有氧化物杂质时,其分解温度会下降,如含有Ca、Mg氧化物时,分解温度会降至1300℃左右,当含有K、Na氧化物时,其分解温度会降至900℃左右[1,2]。
锆砂是ZrO2・SiO2二元系中唯一的化合物,但其分解时析出的无定形SiO2具有很高的活性,能与金属中的Cr、Ni、Ti、Mn、Al 等合金元素在高温下发生化学反应,致使铸件表面产生麻坑缺陷,恶化铸件的表面品质。
(2)黑点不锈钢铸件加工或抛光后,在加工表面位置时,会出现分散的规则球状的黑点缺陷(见图1—3),其缺陷位置的能谱分析(见图1-4)。
可见该黑点缺陷存在O、Si、Mn等元素.图(1—3)铸件黑点缺陷图(1—4)黑点缺陷位置的能谱分析该黑点缺陷产生的原因可能是由于钢液中存在有非金属夹杂物(主要是金属元素的氧化物、硫化物和硅酸盐)而导致的。
熔模铸造涂料工艺性能的控制一、前言“制壳”是熔模铸造生产中最重要的工序之一。
精铸件的废品与返修品中有60-80%是因型壳质量不良而造成。
型壳质量除受原辅材料(粘结剂、硬化剂及耐火砂粉料)、制壳生产环境(温度、湿度等)和操作者技术水平影响外,其主要的决定性因素是“涂料工艺性能”的优劣。
上述诸多因素直接与型壳强度、高温抗变形能力、透气性、热膨胀率、热化学稳定性等有关。
实践证明,精铸件上许多表面缺陷(毛刺、麻点、结疤、披锋、流纹、气孔分层夹砂等)和型壳的质量事故(穿钢、漏壳、变形、开裂等)常因上述因素产生,其中最重要又薄弱的环节是制壳生产中对涂料工艺性能检测和控制的缺失。
目前国内无论是已有近60年生产生产历史的水玻璃型壳或从国外引进已20年的硅溶胶型壳的企业,生产中绝大多数仍只限于用一个“流杯粘度计”来控制涂料质量。
虽然早在1985年,我国精铸业已颁布了“熔模铸造涂料试验方法”(JB4007-85)行业标准,但至今未能全面贯彻和执行,无疑这正是我国精铸件质量不稳定,返修率、废品率高,一次合格率低,质量事故频繁的重要原因之一。
国外精铸十分重视“涂料质量”的管理[1][2],日本、美国等早就对硅溶胶涂料工艺性能进行有效的管理和控制。
我国精铸界同仁应认真学习,迎头赶上。
我国目前主要有两种精铸制壳工艺,即水玻璃和硅溶胶涂料。
其工艺性能指标虽然不同但控制和管理方法基本相同。
涂料工艺性能的稳定是精铸件质量稳定的必要条件。
二、涂料工艺性能的内容及定义1、流动性—涂料在蜡模(组)表面流动能力的大小及其流平性和流淌性的高低。
2、覆盖性—涂料在蜡模(组)表面覆盖能力的大小(润湿性或涂挂性能的高低)及在一定流淌时间内,涂料层平均厚度值的大小。
3、致密性—在一定覆盖性和流动性前提下,涂料内部致密程度的高低(粉料的体积浓度)。
4、稳定性—涂料中的粘结剂“胶凝”(老化)程度的高低和速度的快慢(涂料的使用寿命长短)。
5、均匀性—涂料层的均匀及洁净程度。
6、悬浮性—涂料中粉料重力沉降倾向的大小或涂料在静置一定时间后上下层致密性的差别程度。
三、涂料各工艺性能对型壳或铸件质量的影响1、流动性的影响:涂料流动性差将很难形成厚薄均匀的涂层,难以顺利流入蜡模的复杂型腔,涂料常会滞留、堆积造成干燥(或硬化)不透,使型壳在该处脱蜡或焙烧时产生裂纹,引起穿钢、披锋等缺陷,尤其对于中大件(W>10-200kg)或复杂件,流动性更是涂料最基本的性能要求。
2、覆盖性的影响:若表面层涂料对蜡模湿润能力差(涂挂性差),不能使涂层在蜡模上100%覆盖,则铸件表面会有“结疤”、“桔皮”等缺陷。
涂层(表面层或背层)均应有一定厚度要求,过厚则难干燥(硬化)透,型壳易分层、开裂,造成铸件表面“夹砂”、气孔(透气性差);涂层过薄则在撒砂较粗时会使型壳表面出现“蚁孔”,造成铸件表面“毛刺”,同时由于干燥或“硬化”过度会使型壳表面产生裂纹,导致铸件表面披锋,飞翅、流纹等缺陷出现。
第一二层型壳的厚、薄决定了铸件表面质量,背层涂层则决定了型壳整体强度。
3、致密性的影响:表面层涂料致密性高低,直接影响型壳及铸件表面质量。
高致密度涂层能获得平整、光洁无蚁孔、美观的型壳内表面,铸件相应表面粗糙度细、缺陷少,可大大降低铸件返修率(少焊补、打磨)。
背层致密度高则型壳强度高,不易开裂,当然,过高的致密性涂料会增加成本(粉料多),加速涂料“老化”(粘结剂薄膜过薄)。
粘结剂过少时型壳强度低,表面易出现微裂纹,背层型壳易开裂、漏钢。
4、稳定性的影响:涂料“老化”,即粘结剂在制壳前已有“凝胶”存在,会使型壳表面层缺陷增多:分层、结疤、开裂、落砂、夹砂、粗糙等。
而且型壳整体强度下降(背层涂料也老化时),还会影响涂料其他工艺性能:流动性下降,覆盖性增大,致密性大大降低。
5、均匀性的影响:表面层均匀性高低直接影响到铸件表面质量。
由于涂挂性差会产生“结疤”。
均匀性差会引起局部表面“毛刺”;洁净度差(涂料中有蜡屑、粉粒、粗砂)会产生麻坑、毛刺。
不均匀的的涂层型壳平面上易开裂(硬化或干燥后),铸件表面会产生披锋、“流纹”。
背层均匀性差,型壳浇注、焙烧时易开裂。
均匀性是涂料质量的基本要求之一。
6、悬浮性影响:涂料(桶)上下工艺性能不一致,直接会导致型壳涂层厚薄及致密性不同。
硅溶胶涂料悬浮性差,粉料沉降快,为保持涂料的悬浮性,必须24小时低速搅拌,水玻璃涂料也应在浸涂时充分搅拌。
对于悬浮性差的涂料,边搅拌边涂挂是最理想、合理的涂制方法。
四、涂料工艺性能的影响因素<一>涂料的流变特性:1、流体按流变特性分两种:牛顿流体和非牛顿流体。
水玻璃与硅溶胶涂料均属于非牛顿流体,主要特点是其剪切应力τ与剪切速率v不成正比,因而它没有一个固定的绝对“粘度值”η,只有一个随剪切应力τ大小变化的“表现粘度”ηa,它是涂料“稠度”的大小度量[3]。
在生产中用流杯(ηΦ6、ηΦ4或ηΦ5)按一定体积涂料流尽的时间来计算,这就是“条件粘度”如ηΦ6或ηΦ4等,它等同于“表现粘度”ηa。
条件粘度ηΦ6或ηΦ4与表现粘度ηa无理论关系,但有相关关系,即ηΦ6或ηΦ4大,则ηa也大,反之也成立。
2、水玻璃—石英粉涂料是具有较低屈服值τy的“胀塑性”流体,而水玻璃—铝硅系耐火粉料的涂料是属于有较高屈服值τy的“胀塑性”流体。
其主要特点是随剪切速率v增大其表现粘度ηa也会增大,即它具有“剪切增稠”效应,涂料在搅拌或自然流动时(等于剪切)ηa会增大,而且只有剪切应力τ大于涂料屈服值(涂料内部结构阻力)τy 时(τ>τy),涂料才会流动。
3、硅溶胶—锆英粉(或铝硅系粉料)涂料是低屈服值的“假塑性”流体。
其特点是随v增大ηa会减小,即“剪切稀释”效应,因而硅溶胶涂料在模组上流动或搅拌时其表现粘度ηa会降低,故它比水玻璃涂料流动性要高得多。
<二>涂料流动性影响因素:1、涂料流动性高低主要影响因素是涂料的屈服值τy ,其次是表现粘度ηa (即条件粘度ηΦ6、ηΦ4)及流型的类别。
单一用测定涂料的条件粘度ηΦ6不能全面真实地反映涂料的流动性高低。
涂料流动性应该用JB/T4007-1999标准中“流动长度法”来测定,既直观又合理。
涂料的流动长度L 与粘度ηΦ6及涂层厚度三者关系可通过试验予以确定。
表一是测定了不同产地的石英粉料与水玻璃配成的涂料L ,ηΦ6及δ的数据。
表一 水玻璃—石英粉涂料工艺性能注:①水玻璃ρ=1.254g/cm3 M=3.54 n=1.0 t=15℃②δ=涂p S G ×10(mm )见下节。
由表一数据分析可得出下述几点结论:1)涂料的δ和ηΦ6相同(近)时其流动性L 值也相同(近),如表一中的3#,6#(n 相同时);2)粉液比n 相同时涂料流动L 值与δ关系密切,δ越大,L 越小,反之δ小则L 值大,流动性好;(1#,5#,2#,4#,3#,6#依次δ减小,L 依次增大)3)由表一测试结果可知,代表涂料屈服值τy 大小的涂层厚度δ是影响涂料流动性的主要因素,其次才是ηΦ6。
4)当涂料n 和δ相同时涂料粘度ηΦ6越高,其流动性越差,即L 值越小;反之ηΦ6越低,其流动性越好,即L 值越大。
(如表一中的2#,4#)5)由上结论可知:①仅凭ηΦ6一个粘度参数不能正确反映涂料流动性高低。
如1#与2#,虽然n 相同,但由于δ不同,其粘度值ηΦ6高的2#涂料其流动性反比ηΦ6低的1#高一倍。
1#涂料:η16Φ=21(s),L=44mm2#涂料:η26Φ=50(s),L=84mm②当涂料粉液比n(严格说是涂料的致密性K值)与δ值相同时,则ηΦ6可以代表其流动性高低(ηΦ大流动性差,反之ηΦ小流动性好)。
生产中ηΦ6比L更容易检测、操作方便,故在n(K),δ相同时可用ηΦ值来代表L值反映出涂料的流动性高低。
当然如前分析,若δ相同,n(K)值不同的涂料,其相同流动性L对应的ηΦ6也略有不同(在一定范围内)。
<三>涂料覆盖性的影响因素:1、影响涂挂性的因素,主要有(1)涂料对模料的润湿性:水基涂料如水玻璃、硅溶胶对蜡基模料润湿性很差(润湿角θ>90°),而醇基涂料如硅酸乙脂则有良好涂挂性(θ<90°)。
生产中只要在涂料中加入0.1-0.3%的 JFC(占粘结剂重量)即可减小θ,改善润湿性。
(2)相同粘结剂,但低温蜡比中温蜡润湿性较好.这是因为低温蜡表面比中温蜡粗糙度粗,而且其中含有硬脂酸。
其他蜡基、树脂基中温蜡不含硬脂酸,其涂料性不如低温蜡。
(3)高粉液比即高致密度的涂料比粉液比n(K)低的涂料涂挂性好,覆盖性高。
2、影响涂层厚度δ的因素:只有在涂挂性(润湿性)达到100%时涂层厚度δ才有实际意义。
(1)涂料的屈服值τy是影响δ的主要因素,其次是涂料密度ρ涂。
δ=τy/ρ涂·g·sinθ……①当θ=90°时(涂层垂直于水平线)δ=τy /ρ涂·g ……②公式①中:τy —涂料屈服值;ρ涂—涂料密度; g —重力加速度;θ—涂层与水平面夹角。
由公式②可知:涂层平均厚度δ与涂料的屈服值τy 成正比,与涂料密度 ρ涂呈反比关系。
(2)涂料的屈服值τy 的大小主要由:粘结剂的密度ρ液及涂料的致密性K%(即涂料中粉料的体积浓度)和粉料中微粉(粒径0.2-10um )含量W 0%有关。
ρ液,K %,W%越大则τy 也越高,其中主要因素是W 0%。
<四>涂料致密性的影响因素:涂料的致密性可用其中耐火粉料的体积浓度K (%)来代表。
K =ρ粉ρ涂W ·×100% ……<1> W =液粉+粉W W W ×100% ……<2> n =液粉W W ……<3> W =1+n n ×100% ……<4> 公式<1>中:ρ涂—涂料密度(g/cm ³);W —涂料中粉料的含量(质或重量%);ρ粉—粉料的真密度(g/cm ³)。
公式<2>中:W 粉—粉料质(重)量(g );W 液—粘结剂质(重)量(g )。
公式<3>中:n —涂料中粉料质量与粘结剂质量的比例(粉液比)。
将公式<4>代入公式<1>则得:K =ρ粉+ρ涂)1n (·n ×100% ……<5> 公式<5>中ρ涂=ρ液ρ粉+ρ液ρ粉n n )1(+⨯……<6>(详见下节) 将<6>代入<5>则得公式<7>表明了涂料致密性K%与粉液比n 的关系;由公式<7>还可知:(1)不同密度和类别的粘结剂及粉料组成的涂料其致密性可统一用涂料中粉料的体积密度K%来计算和表达,比用n 更准确。