消失模涂料的五大平衡解析--常见的铸件缺陷成因

　　作者，常州捷亚克涂料，王斌

　　2022年6月

　　一、涂挂性与流平性的平衡

　　涂料的涂挂性与流平性本质上是一对矛盾。

　　所谓涂挂性是指涂料在形成湿涂层后快速恢复粘度不流失滴淌的特性，即阻止涂料流动，不发生滴淌现象。

　　流平性是指涂料在表面张力作用下，缓慢恢复粘度，慢慢流动消除痕迹，变得平整，即流动阻力小，流平性好。

　　在实际生产中，我们希望涂料的涂挂性与流平性都要好。

　　若消失模涂料涂挂性太好的话，当复杂型腔结构的白模浸涂时出现涂料流不动，流不下来，淤积在狭小空间内，特别是涂挂第二、第三遍时，涂料完全流不动，造成涂层特别厚，烘干出现开裂，干不透的现象。

　　若涂挂性差的话危害也很严重，导致立面与平面涂层厚度差异大，立面上薄下厚，到处滴淌，涂料堆积严重。

　　消失模涂料涂挂性与流平性的平衡是获得涂层厚度一致性好的关键。

　　二、耐火度与烧结性的平衡

　　不论消失模涂料还是砂型涂料，并不是耐火度越高越好，但是耐火度高于浇铸温度这个是一定的。

　　当涂料骨料耐火度很高，烧结性差的时候，当铁水与涂料接触时，涂层无法产生液相，铁水会润湿涂料，填满涂料界面的空隙，造成铸件表面粘粉，看不到铸件表面铁的本色。

　　涂料骨料耐火度低危害性巨大，涂层被铁液溶蚀，产生大量液相，造成粘砂，抛丸时间过长，涂料就像陶瓷一样粘在铸件表面，铸件棱角模糊不清。

　　优秀的铸造涂料骨料应该是合适的耐火度，烧结区间宽的多种耐火材料的配伍，能有效防止铁液对涂料的浸润，起到隔绝铁液的作用。

　　三、透气性与浇铸速度的平衡

　　在消失模铸造中，不同产品对应涂料透气性需求是不一样的。

　　透气性高，浇铸速度跟不上的话，很容易卷入空气，发出明显的“呼呼声”，加剧铁水氧化，EPS在有氧下燃烧，产生碳缺陷。

　　若透气性差，浇铸时下水不顺畅，易返喷，出现浇包等下水的情况，薄壁件易冷隔。

　　举个例子，浇铸电机壳时，涂料透气性太高，铁水在负压作用下附壁效应显著，前端铁水最先被负压赶到散热片，散热片壁薄面积大，冷却快，造成散热片锯齿、夹杂或者缺肉缺陷。电机壳涂料的透气性应该追求不返喷的情况下，充型顺畅，无空气卷入声为宜。

　　涂料最理想的平衡状态应该是，铁液推着被热辐射气化的气体在负压作用下，均匀充型。

　　四、常温强度、高温强度与抗裂性的平衡

　　消失模常温强度与抗裂性的最佳的平衡体现在涂料的韧性上。

　　很多涂料烘干后强度很高，但只是一味的脆而硬，在拐角或者堆积处很容易出现开裂甚至翘皮，对白模的附着力不够，受湿度、烘干温度和速度影响很大，容易出现鼓包，湿态脱落，干燥后磕碰掉一块的现象。

　　这些都是因为涂料缺乏韧性，对基材附着力不够造成的。

　　有韧性的强度才是消失模涂料最佳的常温强度。

　　消失模涂料不光要有韧性的常温强度，还需要一定的高温强度。

　　高温强度在厚大件及机床件中尤为重要。

　　良好的烧结性能够提高涂料高温强度，烧结性好的涂料铁液在充型过程中产生可控液相，把骨料颗粒粘结在一起，在高温作用下使涂层变得致密，有强度，涂料透气性相应的会出现下降。

　　或者说，涂料高温强度愈高，致密性越好，透气性受影响也愈加明显。

　　对应不同消失模铸件，涂料的性能三者的平衡至关重要。

　　五、粘度与触变性的平衡

　　不管是醇基涂料还是水基涂料，消失模涂料还是砂型涂料，影响涂层厚度的主要因素是粘度和触变性，控制涂料的粘度和触变性变得尤为重要。

　　粘度高不利于白模浸涂，容易造成白模损坏、变形，涂料烘干开裂;粘度低不利于涂层的建立，涂层厚度达不到。

　　触变性高的涂料具备剪切稀释的特性，即剪切搅拌涂料粘度降低。

　　低粘度高触变性的涂料有利于白模的浸涂操作。

　　消失模涂料触变性能的差异决定了抗流挂效果，一般情况下，适中的粘度加上良好的触变性是改善涂挂效果，获得均匀涂层厚度的关键。

　　一、商品复合粘结剂

　　商品粘结剂的主要性能已经决定了，用户很难再去调整。我们用马弗炉检测粘结剂的高温烧失量来评价透气性，并做好数据记录。取小样搅拌涂料检测悬浮率、涂挂性及烘干强度等。

　　二、不定型耐火材料

　　1、硅系耐火材料

　　石英粉是资源较为丰富较常见的耐火材料。石英粉的优点很突出，便宜且有一定耐火度。选用石英粉做涂料骨料的用户，最好检测下石英粉的二氧化硅含量，还有做物相检测。

　　石英粉的缺点就是高温稳定性差，易于铁水氧化物发生酸碱中和反应，生成铁橄榄石(2FeO+SiO2=Fe2SiO4)和锰橄榄石( 2MnO+SiO2=Mn2SiO4 )，造成铸件表面光洁度差，涂层高温开裂粘砂。

　　2、铝硅系耐火材料

　　常见的铝硅系耐火材料有铝矾土、焦宝石、莫来石、蓝晶石等。其中铝矾土资源比较丰富，适合做消失模涂料骨料。

　　采用铝矾土作为主要耐火骨料的时候需要注意以下几点：1)必须是高温煅烧过的熟料，烧失量<0.5%2)钾钠钙镁铁需要严格控制。钾+钠+钙+镁<1%,铁<2%3)铝含量最好在70以上。

　　3、检测粒度

　　消失模涂料的透气性跟骨料的粒度分布密切相关。用户需要每批检测骨料的粒度分布。

　　4、涂料透气性的检测

　　5、涂料粘度与触变性检测

　　粘度：用3号或者4号转子检测涂料粘度;

　　触变性：4号转子6转与60转的比值反应触变率;

　　一、涂料破水

　　主要原因是涂料悬浮体系不稳定造成涂料离浆。

　　可以通过强制搅拌及时矫正和提高粉液比和改善涂料分散性来解决。

　　二、鼓包

　　铸件鼓包的主要原因有：

　　1、涂料对白模附着力不够，下一道涂料很容易将上一道涂料润湿;

　　2、烘干速度快，湿度大，湿态黄模处于高温高湿状态下烘干。

　　三、涂料块

　　铸件产生涂料块缺陷的主要原因，

　　1、涂料本身质量问题(不耐冲刷，高温状态下处于松散状态，骨料高温线膨胀过大等);

　　2、涂料不干遇铁水闪爆脱落;

　　3、铸件本体及浇铸系统粘砂。

　　四、粘涂料缺陷

　　产生的原因有：

　　1、涂料耐火度低于浇铸温度;

　　2、涂料酸碱度与铁水材质不匹配;