砂型铸造涂料研究与应用的新进展

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平均温度是 2℃、认为他会感到舒服，行吗？” 1我国标准 GB T9 4—1 9“造用硅砂”/ 4 2 9 8铸

二氧化硅分级代号和主要粒度组成的首、尾筛号为主，并规定硅砂生产厂家须提供平均细度和粒度分布图表。实际上，平均细度只是供参考的参数。这种做法是比较合理的。

中，虽然等效采用了 A S细度，命名为“ F平均细

度”,但关于铸造用硅砂的牌号表示方法，仍以

砂型铸造涂料研究与应用的新进展◆湖北省机电研究设计院冯胜山摘要：介绍了砂型铸钢用烧结剥离型防气孑和防增碳涂料、新型浅色烧结剥离型铸铁涂料、粘土 L

湿型砂铸造醇基喷涂涂料、代替锆英粉涂料生产中大型碳钢和合金钢铸件的铬铁矿粉涂料、防止铸件脉纹缺陷的激冷涂料和绝热涂料、高压无气喷涂机等的性能特点及应用实例，简要探讨了国内砂型铸造涂料领域的发展方向。 关键词：砂型涂料进展的几个新进展。

前言

在铸造生产过程中，砂型 ( )与金属液直芯接接触的工作表面的质量对铸件质量具有十分重要的影响。在砂型 ( )工作表面上涂敷涂料芯是改善其质量的经济实用而又收效显著的方法。 砂型 ( )涂料具有下述作用：芯 ( )减少或防止铸件粘砂缺陷 1

1 .采用烧结剥离型涂料防止铸钢件气孔和增碳缺陷采用含氮的呋喃树脂砂和用苯磺酸等作固化剂的呋喃树脂砂生产铸钢件时，容易产生皮下气孔缺陷；低碳不锈钢铸件还增碳，导致其抗腐蚀及抗疲劳能力下降，并使得焊接性能变差。 烧结致密的涂料能作为屏蔽层有效阻挡来自砂型 ( )的 N、C与金属液反应，或者通过芯气相或固相扩散进入金属液，从而避免铸钢件产生皮下气孔、增 C等缺陷。

( )降低铸件表面粗糙度 2( )提高铸型表面强度，减少和防止铸件 3夹砂、冲砂、砂眼等缺陷

( )控制铸件冷却速度，防止铸件产生缩 4孔、裂纹等缺陷 ( )屏蔽有害元素，防止铸件产生气孔、 5 增碳、增硫、局部球化不良等缺陷

获得在高温下高致密、具有良好屏蔽性的

涂层的方法有：

( )使用其烧结温度比金属的浇注温度低 1 5~ 1 0C,能发乍轻度烧结的耐火材料，以形 0 0￣成致密的涂层。 ( )涂料耐火骨料中配入某些助熔成分， 2在

( )调整铸件表面成分、组织和性能 6应用涂料也能获得良好的经济效益。对于砂型铸造，据粗略统计，铸件清理成本一般占铸件生产成本的 3%左右，上涂料后可使清理成本降 0低 1%以上，涂料成本和施涂费用仅占铸件生 0而产成本的 5%左右。因此，采用涂料能降低铸件生产成本 5%以上 (还不包括降低废品率和改善

在浇注温度下适度熔融，形成一层致密无缝的玻璃体。 ( )选用细粒度的耐火粉料。一般要求粉 3料粒度能全部过 3 0目 ( 0t) 2 4￣,其中< 1№的 m 0应占 1￣2%为宜。 5 0

铸件机械性能等方面的效益 )。 近年来，由于对铸件质量的要求日益提高，国内外均普遍重视优质涂料的生产与应用，国内

使用中氮 (%左右 )呋喃树脂作芯 ( )砂 7型粘结剂浇注低碳钢铸件，对从铸件上剥离下来的涂壳进行纵断面的氮线扫描和平面横断面氮的面扫描电子探针观察，发现高温烧结性好的涂壳表面 (靠近铸钢件一侧 )的分布最低。这说明，氮.5 3

砂型铸造涂料的研究与应用也得到了快速发展，

涂料品种日益增多，性能不断提高，基础研究逐渐深入，涂料的功能亦更加丰富。下面介绍其中

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采用高屏蔽性的涂料来防止含氮树脂铸钢件皮下气孔是有效的。过去国内外的资料认为，采用

( )在制备和使用时，严重污染工作环境， 1恶化劳动条件。 ( )石墨粉在高温铁水作用下还会氧化， 2 使涂层强度和抗铁水冲刷能力降低，涂层在铁水长时间浸泡下会变得稀疏，厚大铸件热节处及受

含氮树脂砂特别是中、高氮树脂砂生产铸钢件会产生皮下气孔，而高温烧结致密型涂料的开发，

无疑为扩大含氮树脂砂在铸钢件上的应用开辟了一条重要的途径。 在有机铸型 ( )表面涂

敷一层在高温下能芯形成一定厚度的烧结玻璃体的涂料，对于防止低碳不锈钢增碳也是一种简便、有效的方法。以锆英粉为主料的复合粉料防渗碳涂料，在生产中应用取得了很好的效果。如某厂生产出口低碳双相不锈钢件，砂型使用磷酸或对甲苯磺酸自硬呋喃

金属液冲刷部位易出现毛刺、粘砂等缺陷。( )石墨粉熔点高，难以烧结，铸件落砂 3后表面会留下一层不易清除的黑灰，尤其是对一些通水、油、气的铸件内腔，由于这种黑灰不能用抛丸清理去除，因而给机器造成危害。 ( )石墨粉涂料与呋喃树脂砂的颜色相近， 4

用于呋喃树脂砂时容易引起漏涂。浅白色的锆英粉涂料和锆刚玉涂料虽然能够全面解决以上问题，但是成本太高，难以大面积推广。棕刚玉涂料虽然对厚大型铸铁件的抗粘砂效

树脂砂，砂芯使用酚脲烷树脂砂，钢水原始含碳量通常为 00%左右，浇注后铸件表面层含碳量 .8要求控制在 00 5 .9%以内。当型芯不涂涂料时，铸件表层碳量达 01~02%。当使用具有烧结玻 . 8 . 0璃体涂层的涂料，涂刷 05 . mm厚时，增碳效果抗良好，件表面层含碳量控制在 00 8- .9%。铸 ." 00 3 8 -

果较好，但是涂料颜色仍嫌较深。近年来，国内浅色铸铁涂料的开发和应用取得了一些进展，例如：消失模铸造水基铸铁涂料已习惯采用高铝矾土粉、石英粉等浅色耐火材料；有些粘土湿型砂和树脂砂铸造醇基铸铁涂料已开始采用高铝矾土粉等部分代替石墨粉。为了 改善铸造生产条件，实现“绿色铸造”,提高铸件表面质量，应用质优价廉的树脂砂用醇基浅色铸铁涂料势在必行。

2 .新型浅色烧结剥离型铸铁涂料目前铸铁涂料一般以微晶石墨粉和鳞片石

墨粉为基本耐火材料。传统的石墨涂料是一种典型的纯耐火型涂料，将其用于铸钢件时会使铸件表面增碳，故一般不用于生产铸钢件，但许多工厂仍采用该涂料生产铸铁和铸铜件。石墨粉耐火

度高，价格低，与铁合金及其它金属不润湿，在浇注温度下能析出光亮碳，在型 ( )界面产生芯还原性气氛，从而在涂料表面形成一层保护膜， 进一步降

低铁水对铸型的润湿能力，无论用于大

作者已开发成功一种铸铁用新型浅色涂料。该系列涂料按照“结剥离防粘砂”理论和“烧气氛控制防粘砂”理论设计。

本涂料生产大中型铸铁件时，耐火粉料基料采用一种浅白色铝质耐火粉料：生产中小型铸铁

件还是小件，浇温高时或低时，只要涂层均匀， 有足够的强度，均会得到无粘砂的铸铁件。但是，黑色的石墨粉涂料存在以下一些问 题：

件时，耐火粉料基料采用一种浅白色天然粉状硅质耐火粉料。两种浅色耐火粉料的主要性能如表1所示。

表 1烧结剥离型醇基浅色铸铁涂料中耐火粉料基料的主要性能 种类铝质

主要成分A 23 5 1≥8% 0

密度/g‘ l3/ c一 n ~2 6 .

耐火度 f‘ c≥1 7 70

在 F O作用下的 e烧结温度/℃l0~ 10 30 70

线膨胀系数 (0 1 0￣ 2￣ 0 0C)/℃8 6 06 .×1 -

硅质

S O≥9% iz 8

19 .6

≥1 0 70

l0~ 10 30 5 0

l.×1 - 60 0 6

本涂料采用了两种浅色粉状助熔剂，以获得

按照“氛控制防粘砂”理论，如果涂料在金气属液浇注时产生强还原性气氛 (如涂料加有较多

涂料的烧结剥离性，使涂层基本能成片剥离。

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