1.涂料漿制備和性能
熔融石英粉配制涂料,粉液比不易達(dá)到期望的水平,配成涂料的流變行為不理想,涂掛性不如鋯石粉(料漿在邊沿和棱角處容易流失,而在內(nèi)角、凹槽容易堆積);由于熔融石英透明度高,涂掛模組過(guò)程中,操作者不易判斷涂層厚薄和均勻程度;澆注時(shí),鋼液容易滲入型殼,鑄件棱角處容易產(chǎn)生飛邊、毛刺和夾砂之類缺陷。這些問(wèn)題可考慮通過(guò)以下途徑解決:
1) 合理級(jí)配粉料粒度。對(duì)此,美、歐各國(guó)進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究,認(rèn)為較適合的粉料級(jí)配是270#或320#細(xì)粉50%,200#和120#粉料各占25%。目前, 進(jìn)口熔融石英粉粒度級(jí)配狀態(tài)通常比國(guó)產(chǎn)為佳,配制涂料時(shí)更容易獲得較高的粉液比。圖4和圖5所示分別為200F鋯石粉和美國(guó)Minco公司生產(chǎn)的200F熔融石英粉的粒度分布。
2) 由于在配制涂料漿的過(guò)程中,粉粒容易結(jié)團(tuán),結(jié)成的疙瘩也不易被打散,所以,要改變攪拌方法,先快攪,后慢攪。
3) 涂料漿中加入少量鈦白粉,以降低涂層的透明度;
4) 采用聚合物增強(qiáng)硅溶膠,并添加少量改善流平性或假塑性的附加物(例如黃原膠等)。
5) 改善涂料漿與蠟?zāi)5臐?rùn)濕性也頗為重要。
2.作為撒砂料存在以下問(wèn)題:
1) 撒砂料的流動(dòng)性 熔融
石英砂流動(dòng)性較差,蠟?zāi)I闲】?、窄凹槽等部位,砂粒容易架橋,形成浮砂,造成型殼分層、掉砂、鋼液滲漏等缺陷。分析認(rèn)為,這是因?yàn)槿廴谑⑸傲P螢槎嘟切?,再加上密度小所致。一般而言,砂粒越?xì),流動(dòng)性越好,但表面吸附的電荷越多,對(duì)流動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生不利影響。通常,面層撒砂粒度以50/100目為宜。
2) 型殼質(zhì)量對(duì)濕度、溫度變化更敏感 熔融石英砂表面具有親水性,且容易吸附電荷。所帶電荷大小還與環(huán)境濕度有關(guān)。濕度小,表面吸附電荷增多,流動(dòng)性下降;濕度大,電荷減少,流動(dòng)性提高。但同時(shí),由于熔融石英表面親水,容易吸潮,所以,濕度過(guò)高,砂粒間容易聚集成團(tuán),又會(huì)降低流動(dòng)性。由此可見(jiàn),在制殼過(guò)程中,環(huán)境濕度不僅影響干燥快慢,還影響砂粒流動(dòng)性,進(jìn)而影響涂層厚度乃至型殼質(zhì)量。所以,在采用熔融石英作撒砂料時(shí),對(duì)環(huán)境濕度控制要更加嚴(yán)格,特別是在采用機(jī)械手制殼的條件下。
3. 熔融石英作面層時(shí),與背層材料熱膨脹系數(shù)不匹配
熔融石英熱膨脹很小(0.51~0.63)×10-6(1/℃),而背層材料通常為硅酸鋁系耐火材料膨脹大(5~8)×10-6(1/℃),二者相差約一個(gè)數(shù)量級(jí),因而容易造成型殼焙燒時(shí)面層涂料層龜裂,鑄成鑄件表面出現(xiàn)網(wǎng)狀毛刺。此問(wèn)題可考慮通過(guò)調(diào)整涂料和撒砂料的組成(不同耐火材料按適當(dāng)比例混合),以縮小面層和加固層熱膨脹率的差異來(lái)解決。
4.熔融石英作面層時(shí),適合澆注哪些合金材料
從熱力學(xué)角度考慮,在高溫條件下,某些金屬和合金元素會(huì)和二氧化硅反應(yīng)。例如:鋰、鋁、鈦、鈮、鉿、鑭等,在澆注溫度下也都有可能和二氧化硅反應(yīng)。但從動(dòng)力學(xué)角度考慮,還存在一個(gè)反應(yīng)速度問(wèn)題。
5.能否澆注不銹鋼
澆注普通碳鋼和低合金鋼最安全和穩(wěn)妥。能否澆注不銹鋼目前國(guó)外也存在不同看法。一些廠家認(rèn)為,熔融石英不宜用于澆注不銹鋼。但也有一些廠家認(rèn)為,可以按適當(dāng)比例和鋯石粉混合,以便澆注不銹鋼, 但對(duì)于含有鈦、鈮等高活性元素的不銹鋼應(yīng)慎用。也有一些廠家認(rèn)為,由于熔融石英的主要化學(xué)成分是SiO2,用它作面層材料澆注不銹鋼,可能會(huì)催生硅酸鐵黑色麻點(diǎn)或斑疤。鑄件表面一旦出現(xiàn)此類缺陷,防止鋼液和鑄件氧化是有效的應(yīng)對(duì)措施。具體辦法如下:
1) 采用SPAL法熔煉
2) 臨澆注前在澆口杯中滴入約10ml液氬,將澆口杯蓋上約10s,然后再取下蓋子澆注。
3) 澆注后立即撒糖扣罩。
近來(lái),美國(guó)MINCO公司公布了Conbraco、Accucast及其他精鑄廠的試驗(yàn)結(jié)果,證實(shí)全熔融石英面層也可用來(lái)澆注不銹鋼,關(guān)鍵是涂料漿粉液比和粘度要足夠大,并采用SPAL熔煉和其他能有效地防止鑄件表面氧化的措施。