鑄造涂料中最好的耐火填料當(dāng)屬電熔莫來石粉和化學(xué)提純的二氧化鋯粉(含ZrO >99.5%),其次是剛玉粉和鋯英粉.但電熔莫來石粉和純二氧化鋯粉價格昂貴,只能在極需要的地方少量應(yīng)用,而剛玉粉和鋯英粉也價格不菲,原本采用鋯英粉涂料作為鑄鋼,鑄鐵用涂料的廠家紛紛尋找能代替鋯英粉涂料的物美價廉的新型鑄鋼,鑄鐵用涂料.

高鋁粉作為新興的耐火填料,其價格便宜,無硅塵及放射性危害,涂料的性能和使用效果可與鋯英粉涂料,礦物鑄件剛玉粉涂料媲美,是一種值得推廣的鑄鋼,鑄鐵用淺色涂料.

涂料由5部分組成:耐火填料,液體載體,懸浮劑,粘結(jié)劑和各種助劑.

1耐火填料

耐火填料是涂料的主體部分,其物理,化學(xué)性質(zhì)對涂料效果有決定性的影響,特別是對涂層的耐火度和熱化學(xué)穩(wěn)定性影響很大.剛玉粉,鋯英粉,鋁礬土粉,鉻鐵礦粉,石英粉和石墨粉的耐火度均較高,但剛玉粉價格昂貴;鉻鐵礦粉和石墨均為黑色,對環(huán)境污染嚴(yán)重,且鉻鐵礦粉國內(nèi)資源貧乏,需從國外進(jìn)口,而石墨在鑄鋼件生產(chǎn)中容易引起增碳;石英粉雖為白色,但石英粉塵在清砂過程中容易使工人得矽肺病;鋯英粉(米白色)和鋁礬土粉(淺黃色)均為淺色,并具有高的耐火度和低的燒結(jié)點(diǎn),且都是容易獲得燒結(jié)剝離型的涂料,故這里選用鋁礬土粉作為耐火填料代替鋯英粉.鋁礬土粉又名高鋁粉,屬硅鋁系耐火材料.它是由高鋁礬土原礦經(jīng)1300 C～1500 C高溫煅燒所得到的剛玉質(zhì)鋁礬土熟料,再經(jīng)研磨后而成的粉料.鋁礬土的主要礦物組成為三氧化二鋁(Al203)鋁礬土熟料的耐火度隨Al2O3含量的增加和煅燒溫度的提高而提高,其耐火度≥ 177O .鋁礬土在澆注溫度下不和金屬氧化物生成低熔點(diǎn)物質(zhì),同時鋼液及其氧化物對高鋁粉的浸潤性比較低,因此用于涂料能起到良好的抗粘砂作用.

2 液體載體

國內(nèi)一般采用乙醇.礦物鑄件乙醇無毒,無臭,易揮發(fā),可燃燒,是最經(jīng)濟(jì),最安全的載液.但工業(yè)乙醇純度一般在95 左右,涂料點(diǎn)火燃燒困難,不易充分燃燒,可加入一定量的甲醇與之混合使用,以改善其燃燒性能.甲醇比乙醇揮發(fā)快,燃燒快,但甲醇具有較強(qiáng)的毒性,尤其對眼神經(jīng)刺激歷害,使用時應(yīng)注意.

3 懸浮劑

膨潤土是涂料中最常用的懸浮劑.膨潤土顆粒很小(可以小于0.1 m),被載體濕潤后載體不僅吸附在其顆粒表面,還會進(jìn)入它的晶層之間形成膠體質(zhì)點(diǎn),使載液變?yōu)槟z體溶液.膨潤土質(zhì)點(diǎn)在膠體溶液中形成空問網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使膨潤土漿具有屈服值,耐火填料顆粒質(zhì)點(diǎn)不易下沉.在本涂料中使用鋰基膨潤土作為懸浮劑.鋰基膨潤土是由天然鈣基膨潤土經(jīng)離子交換處理后而得,它遇乙醇不能充分溶脹,只能形成膠體,因此需先加水使其充分溶脹,再以乙醇沖稀制成膨潤土漿,放置2天～3天后使用.

4 粘結(jié)劑

熱固性酚醛樹脂具有很強(qiáng)的浸潤能力,成型性能好,體積密度大,氣孔率低,作為粘結(jié)劑.它溶于酒精,不溶于水.它可使涂料具有較高的表面強(qiáng)度,但發(fā)氣量較大,故在涂料中的加入量不可過多.另外,可加入適量的聚乙烯醇縮丁醛(PVB),作為增稠劑和粘結(jié)劑,它不僅可以減緩載體向砂基體深處的滲失,而且可以減緩耐火填料的下沉,改善醇基涂料懸浮性,并使涂料具有較高的觸變性.它與酚醛樹脂配合可使涂層粘結(jié)強(qiáng)度更高,但應(yīng)注意加入量切忌過多,以防涂層點(diǎn)燃后有麻坑或氣泡.

5 助劑

5.1 消泡劑

涂料在攪拌過程中容易產(chǎn)生大量氣泡,這些氣泡若長時間不破裂,將會影響涂層的表面質(zhì)量進(jìn)而影響到礦物鑄件的表面質(zhì)量.常用的消泡劑為正丁醇,正戊醇和正辛醇等.

5.2燒結(jié)劑

為了使高熔點(diǎn)的耐火填料能夠燒結(jié),可加入一定量的燒結(jié)劑如:云母粉,長石粉等促使耐火填料顆粒部分燒結(jié)而結(jié)殼.

本廠生產(chǎn)的高鋁礬土粉,屬新型硅鋁系高級耐火材料.適用于熔膜鑄造用面層涂料及撒砂料,也可作為實(shí)型鑄造,V法造型,陶瓷鑄造及各種砂型鑄造用涂料.本品膨脹系數(shù)小,耐火度高,化學(xué)穩(wěn)定性好,可取代于昂貴的剛玉及鋯英粉.使用本品對提高礦物鑄件合格率,降低鑄件成本,有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益,同時可減少鑄造工人職業(yè)性矽肺病.

本廠生產(chǎn)的棕剛玉,是以鋁礬土為原料，經(jīng)高溫冶煉制得，其基本礦物為a-Al2O3,棕剛玉硬度高，熔點(diǎn)高，熱導(dǎo)率大，高溫時體積穩(wěn)定，不易龜裂，抗酸，堿性好，適用于鑄鋼件的型心面砂，涂料和熔模鑄造的制殼材料，同時可用為普通鋼，合金鋼，硬青銅，鑄鐵的粗磨，自由磨料。也是現(xiàn)代鑄造涂料中耐火填料的理想替代品。