维普资讯 2003年第3期金属型铸造涂料在铝合金铸造 中的应用桂全红 (深圳市民营企业管理办公室 518031)摘 要 对金属型铸造涂料成分、功能、应用和 实际操作工艺做 了介绍。关键词 涂料 金属型 铝合金Application ofM etalM old CoatinginAluminum CastingGuiQuanhong (ShenzhenPrivateEnterpriseManagementOffice)金属型铸造和砂型铸造相 比，具有较好的冶金性中选择涂料时，人们最关心的性能是 ：润滑性 、导热率 能和铸件表面性能、尺寸公差小、生产率高、在生产中和粒度 ，以保证铸件容易脱型和表面光洁度 ，并保证 经济性好等优点，因而在铝合金铸造生产中获得了广涂层有高的绝热性 ，防止铸件边缘缺肉。 泛应用 。但是由于金属铸模传热速度快，会使铸件产一 般来说 ，涂层表面越粗糙 ，具有的绝热性能就 生不同的金属流场和不 同凝固方式等许多问题。因愈好 ，因为在浇注过程中，当熔液流过模具型腔表面 此 ，涂料 的选择和正确使用是提高铸件质量至关重要时，由于熔液的瞬时高表面张力而在熔液与涂层界面 的环节 。

处形成空隙，从而使涂层获得最大的绝热性能。熔液 1 涂料的功能与涂层间的接触面积较小会显著减小传热作用 ，因而金属型铸造涂料 的基本作用可以概括为以下几有助于熔液的流动。另外 ，粗糙的耐火颗粒在熔液充 个方面 ：填型腔时可连续不断地破坏熔液表面的氧化膜，从而1)保护金属模 具提高熔液的流动能力。相反 ，由细颗粒形成的光滑涂2)有利于铸件脱模层和熔液的接触面积增大 ，因而使涂层的传热系数增3)提高铸件表面质量大。4)改善铸件的成形2．2 涂层厚度5)控制型壁界面的热传递速率图1所示为涂层绝热性与涂层厚度 的典型关系要提高铸件的质量 ，就必须有效控制合金熔液在曲线 。该图说明：涂层的绝热性随厚度而增加 ，但不是 模具内凝 固的全过程 ，因此模具涂层最重要 的功能便线形增加。如 300~m 厚度 的涂层 ，其绝热性并不 比 是在模具内腔表面形成绝热层 ，控制高温熔液向模具200~m 的涂层大多少 ，另外涂层厚度超过 300~m 左 的热传递速率。右 ，涂层极易与模具分离而剥落 ，因此，涂层的厚度有 2 影响涂层绝热性的因素一 个最佳的范围，经验表明一般在 150m～250m左涂层 的绝热性主要取决于三个因素 ，即：涂料成右 。

分 、涂层厚度和涂层 的孔隙度。 2．1 涂料成分模具涂料主要 由作为载体 的水、高温粘结剂 (通 常是水玻璃)和耐火材料等配制而成。不同性能的涂 料涂料品牌网，成分又有所不同。绝热性能的涂料含有绝热矿物 混合材料 ，如滑石粉、云母 、硅藻土、二氧化钛、氧化铝涂层厚度 ／ 等 ；润滑和导热涂料成分通常 以胶体或半胶体石墨为图1 涂层厚度与绝热性能关系 基 ，用于铸件脱模和减小热隔；绝热涂料是介于前两2．3 涂层的孔隙度 种涂料之间的涂料制品，具有 良好的脱模性能和绝热涂层的绝热性不但取决于涂层的厚度 ，而且取决 性能 。于涂层本身的孔隙度。涂层 的孔隙度在很大程度上受涂料的骨料应有足够的耐火度 ，在正常的浇注温到所采用的施涂方法和条件 的影响，因为涂层中孔隙 度下 ，保证涂料和熔液不发生化学反应 。在实际生产的形成程度基本上取决于模具型腔表面接触载体水·29 ·维普资讯铸造工程 ·造型材料 的蒸发速度。最常用的模具涂料施涂方法是喷涂 ，但分布在模具 的各个部位 ，许 多厂家使用专用 的预热 有时采用刷涂施涂 ，如在浇注系统和 冒口区中。炉 ，在严格控制加热参数下预热模具 ，以保证模具温在17O～200C左右进行施涂 ，常能获得最佳 的涂度均匀 。

覆效果 。但涂料粘度和喷涂设备对涂料沉积层的质量施涂时，模具温度通常应先冷却到180C左右，第 也有影响 ，因此 ，根据涂料粘度和喷涂设备的不同，有一 层 (基底)涂料通常采用含表面活性剂 的水溶液或 时有必要稍稍偏离一点该最佳施涂温度 。模具温度较高度稀释的涂料 ，这样可提高涂层对模具表面的附着 高时进行喷涂，涂料 的载体水与高温之间会反应强力。 烈 ，通常 ，能获得很大的涂料孔隙度 ，涂层的绝热性能2)涂料准备和操作 ：涂料施涂前 ，应将原装涂料 会更好。但 由于过高 的模具温度会 引起强烈 的 “回搅拌均匀 ，并稀释至所需的浓度和粘度，使用玻美度 弹”，使涂层很难粘附到型腔表面上，致使涂层对铸型测密度及供应商提供 的其他指标金属型铸造涂料作用，就可对涂料 的原始 的附着力及寿命都会降低 。性能给予较好的控制 。如果施涂时间较长 ，在施涂过相反，较低的温度施涂时，虽然涂层寿命较高金属型铸造涂料作用，但程 中，还需定 时测量和调整涂料 的粘度和浓度 、涂层 这种涂层较致密 ，绝热性变差 ，而且过低的施涂温度厚度以及模具温度 。目前在线测量涂层厚度及模具实 会使涂层不均匀 ，形成补丁状 。当模具加热到工作温时温度的专用仪器 已被广泛应用。

度时，会产生涂层开裂和起皮缺 陷，并且涂层 中吸收目前用得最广 的施涂技术是喷射法 ，喷射装置 由 的水分在高温蒸发时，还会使粘结剂膜龟裂 。容器、输管和压缩空气管道组成。这种喷射系统结构 3 涂料的施涂简单，喷涂效果较好 ，但它缺乏控制时会产生大量 “斑对于一个特定 的铸件，如果模具涂料选择合适 ， 点”，使涂层变得不平滑 。现在有人设计出专用喷枪 ， 施涂操作是稳定和受到控制的，从理论上讲 ，则一定这种 喷枪可调节扇形 喷射面的宽度 ，喷射强度和流 能获得合格的铸件。然而在实际铸造过程 中，施涂操量 ，可获得微细而均匀的喷雾 。也有人研制一种当喷 作往往被认为是变动性最大的一个环节。所以，精心枪不工作时，它不但能搅拌罐中的涂料而且能使涂料 做好模具 的涂前准备和涂料准备 以及选好所采用的在涂料供给管道中再循环的设备 ，从而有助于在工作 施涂工具 ，显得非常重要。中防止涂料的液固分层 ，并能实时显示涂料各种性能1)涂料施涂前准备 ：施涂基底对于涂层的性能是参数 。 极其重要的。新模具施涂前必须进行彻底 的清洗 ，除4 计算机模拟在施涂工艺中的应用 去所有的润滑油脂和锈斑 ，已经使用过的模具必须将计算机模拟可以在模具制作之前 ，试验和确定模 原有的涂层彻底清除掉。

传统的清理模具方法是用钢具的各种各样 的结构参数和工艺参数 ，提高设计制作 丝刷清除表面污垢 。该方法常使模具表面过度磨损或模具和采用铸造工艺的一次成功率。通过熔液充填模 在模具表面产生细小裂纹 。因此 ，人们都在寻找新的具和在模具 内的凝 固过程模拟 ，从而找到最佳工艺， 无损清理方法，用以清洗金属表面。这些方法包括湿帮助人们在制作模具之前预测模具的使用性能。涂料 化学清洗法和树脂介质法。但 由于环境污染 以及费用的类型和施涂方法对铸造合金充填模具过程、凝 固 太高 ，尚未在工业上获得广泛应用 。近来 ，有一种用干场 、以及铸件和温度场的影响 ，是计算机模拟的重要 冰 (二氧化碳)喷丸法清理模具的技术 ，在实际生产中一 部分。如用计算机可以模拟出不同涂料 以及涂层厚 正在被大家接受。清理后的模具应均匀加热到300～度对铸件温度场的影响，人们结合实际就可以对优化 350C左右 ，加热方法常采用煤气燃烧嘴，使火焰均匀施涂工艺提供有效 的帮助 。·3O ·