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鑄造涂料影響鑄件表面質量的原理


1.氣模和碳膜隔離

石墨粉涂料用于鑄鐵件時,具有良好的剝離性。

石墨在澆鑄、凝固及冷卻期間生成一氧化碳氣膜和亮碳膜,阻止金屬液與砂型或型芯表面的相互作用,防止粘砂。在濕型型腔表面噴涂廢機油與石墨粉攪拌混制成的涂料,依靠澆鑄高溫所產生的還原氣膜與碳膜,可以得到表面異常光潔的薄壁鑄鐵件。

2.熔渣隔離

澆鑄后涂料層與鑄件界面上形成熔渣層,有較高的粘度將耐火骨料等粘連在一起,阻擋了金屬液的滲透。熔渣層在與金屬液無硅酸鹽產生化學反應,與金屬液不潤濕或基本不潤濕時效果最好。冷卻時,渣殼層與鑄件金屬線收縮系數相差較大,在渣殼層與鑄件的界面 上產生了較大的切應力,導致涂層殼能自動剝離,這種利用熔渣層防止粘砂的理論稱之為“熔渣隔離論”。用容易反應的金屬和金屬氧化物配制成涂料,經受熱反應生成一種新的耐火氧化物,能阻止金屬液的滲透。

3.氧化作用

理論認為,鑄件是否粘砂取決于鑄件與涂料層之間是否存在著臨界厚度的氧化鐵層,其厚度約為100μm。為了防止化學粘砂,應增加氧化物厚度,當它超過臨界厚度時,涂層或型砂與金屬氧化物的燒結層易從鑄件上剝離。石灰石砂型在澆鑄鋼件時由于下列反應: CaCO3=CaO+CO2,導致鑄型腔內部的強氧化氣氛,加劇了鑄鋼件的表面氧化,因而石灰石砂具有優良的防粘砂效果。

在鑄鋼件砂型應用效果好的涂料用在鑄鐵件砂型上卻容易粘砂,甚至是嚴重粘砂,這可以從鑄鋼件表面容易生成氧化鐵層得到解釋。鑄鐵含碳量高,碳元素先于鐵氧化,因而澆鑄鑄鐵時很難生成達到臨界厚度的氧化鐵層,因此“氧化作用”理論不適用于鑄鐵件的防 粘砂涂料。

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