中大件鑄鐵樹脂砂型涂料組合涂刷工藝的實(shí)踐

李 力，呂 翔，顧 磊，陳棟前，張崇亮

（常州多棱多鑄造有限公司，江蘇常州 2l3l25）

中大件鑄鐵樹脂砂型涂料組合涂刷工藝的實(shí)踐

李 力，呂 翔，顧 磊，陳棟前，張崇亮

（常州多棱多鑄造有限公司，江蘇常州 2l3l25）

介紹了呋喃樹脂砂型中大鑄鐵件涂料組合涂刷工藝和實(shí)踐效果。具體做法是：采用以鋁礬土為耐火骨料的醇基涂料對樹脂砂型芯進(jìn)行第一遍底層的涂刷，再采用以石墨為耐火骨料的醇基涂料進(jìn)行第二遍涂刷。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，此種涂料的組合涂刷工藝較以往單一涂料的涂刷工藝優(yōu)點(diǎn)明顯，鑄件開箱后涂層的燒結(jié)剝離性好，鑄件拋丸后表面平整光潔，且此種涂料組合成本低廉，效益明顯。

樹脂砂型芯；鑄鐵件；醇基涂料；燒結(jié)性；剝離性

長期以來，很多鑄造廠對鑄造涂料技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的重要性尚認(rèn)識不足，甚至認(rèn)為鑄造涂料施涂工序是輔助性工序，其技術(shù)工藝可有可無。近年來，隨著國內(nèi)鑄造企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、由大變強(qiáng)的步伐加快及高端鑄件的增多，對鑄件表面質(zhì)量要求也不斷提高，涂料的作用及應(yīng)用技術(shù)也愈顯重要。正確地選用涂料種類及科學(xué)的施涂工藝是防止鑄件產(chǎn)生各類表面缺陷，提高鑄件表面質(zhì)量和檔次，減少鑄件清理工作量，改善勞動環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的根本保證。

l 問題的提出

我廠是采用呋喃樹脂砂造型、電爐熔煉生產(chǎn)高端球鐵、灰鐵鑄件的專業(yè)化鑄造廠，目前的用戶大多為外資企業(yè)或合資企業(yè)，鑄件的表面質(zhì)量要求比較高。在以往的生產(chǎn)過程中，公司一直采用單一的涂料組合及常規(guī)的施涂工藝。但經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)有個別鑄件在拋丸后，存在著粘砂、表面粗糙甚至密集性小氣孔等缺陷，鑄件經(jīng)反復(fù)打磨修整后仍坑凹不平、表面效果較差，嚴(yán)重地影響了鑄件的表面質(zhì)量和產(chǎn)品的市場信譽(yù)。

2 解決思路與過程

2.1 選擇涂料的原則

對于易潰散的呋喃樹脂砂型所用的理想涂料，在選用時應(yīng)遵循“一要燒結(jié)、二要剝離”的原則。良好堅固的燒結(jié)層，才能保證耐火粉料在澆注溫度下形成足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和致密性，承受住鐵水的沖刷和滲入，以防止機(jī)械粘砂的產(chǎn)生；同時，還希望燒結(jié)層與液態(tài)金屬之間存在著低強(qiáng)度的隔離層，鑄件在冷卻時燒結(jié)層與鑄件的收縮率不同，隔離層在切應(yīng)力作用下容易破裂分離，燒結(jié)層便會自動剝落下來。

2.2 關(guān)于涂料組合概念的提出

如果能選擇燒結(jié)性能好的涂料做底層、選擇耐火度高且與鐵水不浸潤的涂料做表層，進(jìn)行組合施涂，那么就能夠真正達(dá)到“一要燒結(jié)、二要剝離”的目的，充分發(fā)揮涂料的作用。

2.3 涂料種類的選擇

關(guān)于底層涂料，重點(diǎn)從燒結(jié)性、滲透性、成本等方面去綜合考慮選擇。鋁礬土涂料的燒結(jié)溫度為l200℃～l300℃，低于正常澆注溫度50℃～l00℃，澆注后易形成玻璃態(tài)的高燒結(jié)相及致密強(qiáng)韌的屏蔽層，燒結(jié)性能突出，是所有涂料耐火粉料中燒結(jié)性能最好的。該涂料對砂型的滲透能力較強(qiáng)，能有效提高涂料的附著力和強(qiáng)度。因其是用作底層涂料，其耐火度稍低點(diǎn)也無妨。同時由于是淺色涂料，與黑色的砂型芯對比明顯，不易產(chǎn)生漏涂。

因表層涂料直接接觸鐵水，重點(diǎn)從耐火度、鐵水浸潤性、成本等方面去綜合篩選。石墨的耐火性能極佳，一般工業(yè)用石墨的熔點(diǎn)在2 l00℃；石墨涂料在澆注時析出光亮碳膜，降低了表層涂料層與鑄件的結(jié)合強(qiáng)度及鐵液對鑄型的浸潤能力；同時由于石墨具有良好的潤滑性，鐵水流動充型性好，使得鑄件棱角清晰，表面光潔。而石墨涂料難以燒結(jié)、強(qiáng)度低恰是作為隔離層涂料所需要的性能，正好形成低強(qiáng)度隔離層，有利于促進(jìn)燒結(jié)層的剝離。由于是黑色涂料，與底層淺色涂料又形成了鮮明的顏色對比，也不易產(chǎn)生漏涂。

綜合以上特點(diǎn)考慮，選擇用鋁礬土為主的醇基涂料作為底層涂料，用石墨為主的醇基涂料作為表層涂料（下稱“白＋黑”組合）。而且這兩種涂料可以說都是目前市場上成本價較低的品種，此組合可謂優(yōu)勢互補(bǔ)、取長補(bǔ)短。

2.4 組合施涂工藝的特殊要點(diǎn)

l）采用“白＋黑”兩遍涂料組合的刷涂方法時，在刷涂厚度的掌握上要有明確的區(qū)別。白色涂料打底、填充砂粒孔隙，厚度要求相對厚些，一般控制在0.5mm～0.6mm；黑色涂料主要用于砂型表面粉飾找平，厚度要相對薄些，一般控制在0.2mm～0.3 mm；

2）在涂料波美度控制方面，白色涂料選擇在40～50、黑色涂料選擇在30～40；

3）在進(jìn)行底層刷涂時，較大鑄件要采用分區(qū)點(diǎn)燃的方式，一般情況下在刷了l m2左右時就要及時進(jìn)行點(diǎn)燃。以避免涂料中的粘結(jié)劑樹脂等有機(jī)物因燃燒不充分造成固化反應(yīng)不徹底、殘留在涂料中，在澆注時燃燒產(chǎn)生有機(jī)氣體，形成鑄件氣孔；

4）合箱前，要求用噴槍對鑄型中的冷鐵部位、涂層較厚部位進(jìn)行認(rèn)真地烘烤；

5）在有條件時，對于高端鑄件，為了去除冷鐵或砂型芯吸潮造成的水汽，澆注前采用鑄型烘干器對合箱后的鑄型進(jìn)行l(wèi)20℃以上烘烤，并視鑄件大小，烘烤時間在2 h～6 h內(nèi)選擇；

6）因醇基涂料中的樹脂等是溶解在酒精溶劑中的，沉淀后的涂料中樹脂含量很少。如采用直接加酒精勾兌攪拌，對涂層硬化后的強(qiáng)度會造成影響，所以要盡量少采用此種方法，并加強(qiáng)日常涂料桶的密封，防止溶劑或載液揮發(fā)。

3 實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)及對比效果

3.1 鑄件概況

選取同爐鐵水的風(fēng)電鑄件扭力臂鑄件（見圖l）進(jìn)行對比試驗(yàn)。該鑄件的結(jié)構(gòu)為普通盤形結(jié)構(gòu)，最大輪廓尺寸為2 627 mm×l 730 mm×323 mm，壁厚為37mm～ll5 mm，鑄件重量為2 l28 kg；材料牌號為：QT400-l8AL，澆注溫度l 350℃.

3.2 試驗(yàn)方案

兩種工藝分別為：一種是采用過去單一涂料和常規(guī)的刷涂方法；一種是采用目前“白＋黑”兩遍涂料組合的刷涂方法，并選擇鑄件相同的部位進(jìn)行對比觀察拍照。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

圖l 風(fēng)電扭力臂的鑄件結(jié)構(gòu)

圖2 原工藝涂料的剝落效果

圖3 原工藝鑄件局部粘砂

圖4 原工藝鑄件局部較粗糙

l）采用原工藝的鑄件，拋丸前對涂層采用鐵釘劃痕，涂料層都不脫落（見圖2），另外該拋丸后還存在有少量粘砂（見圖3）、表面粗糙（見圖4）及少量的密集性小氣孔（見圖5）的現(xiàn)象。鑄件表面粗糙度在 Ra50 μm～l00 μm.

2）采用現(xiàn)涂刷工藝的鑄件拋丸前涂層就出現(xiàn)自動脫落、隆起或經(jīng)輕輕觸碰后潰散脫落（見圖6）的現(xiàn)象，而且涂層燒結(jié)致密。與原工藝相比，同一部位沒有粘砂（見圖7）、表面粗糙（見圖8）及少量的密集性小氣孔（見圖9）的情況。鑄件表面粗糙度達(dá)到 Ral2.5 μm～25μm.

圖5 原工藝鑄件局部氣孔

圖6 現(xiàn)工藝涂料的剝落效果

圖7 現(xiàn)工藝鑄件局部無粘砂

圖8 現(xiàn)工藝鑄件局部較光潔

在其他中大件鑄鐵，如大型變速箱體，精密機(jī)床鑄件、冶金礦山鑄件上逐步推廣應(yīng)用，均取得了非常好的效果。目前公司所有的鑄鐵件均已采用了這種“白＋黑”兩遍涂料組合的刷涂方法，鑄件表面質(zhì)量上了一個大臺階，受到了客戶的好評。

4 結(jié)論

l）采用涂料組合涂刷呋喃樹脂砂型（芯）的工藝是改善中大鑄鐵件表面質(zhì)量、提高打磨清理效率的行之有效的方法之一；

2）針對中大鑄鐵件的呋喃樹脂砂型（芯），采用鋁礬土為耐火骨料的醇基涂料作為底層、以石墨為耐火骨料的醇基涂料作為表層，即“白＋黑”的涂料組合，成本低廉、效益顯著；

3）此種涂料的組合及涂刷工藝較以往單一涂料的涂刷工藝優(yōu)點(diǎn)明顯，鑄件開箱后涂層的燒結(jié)和剝離性好，鑄件拋丸后表面平整光潔、無粘砂；

4）對于樹脂砂型（芯）的任何施涂工藝都不能忽視對型芯的點(diǎn)燃及鑄型烘烤環(huán)節(jié)，否則鑄件澆注后會因有機(jī)氣體的產(chǎn)生導(dǎo)致氣孔缺陷；

5）此“白＋黑”的涂料組合及其施涂工藝有一定的推廣借鑒價值。

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Painting Process of Resin Sand Coating for Meduim and Large Iron Casting

LI Li，LV Xiang，GU Lei，CHEN Dong-qian，ZHANG Chong-liang
（Changzhou Duolengduo Foundry CO.，LTD.，Changzhou Jiangsu 2l3l25，China）

This paper is aimed at the coating process and its effects on the furan resin sand mould for medium and large iron casting in practice.The specific measures are as follows：the alcohol-base coating with bauxite as the refractory aggregate is used to do the first coating on the resin sand core and the alcohol-base coating with graphite as the refractory aggregate is used to do the second coating.The practice of production proved that a combination of paint coating process took more advantages than the previous single paint coating process in an obvious manner.This is due to that the sinterability and strippability of the coating of the casting taken out of the box is good，the surface of the casting after shot blasting seemed smooth and the coating after a combination costs less and was able to bring great benefits.

resin sand core，iron casting，alcohol-based coating，sinterability，strippability

TG22l

A

l674-6694（20l7）05-00l8-l2

20l7-07-02

李力（l96l-），男，江蘇徐州人，工學(xué)學(xué)士，高級工程師，主要從事樹脂砂鑄鐵件生產(chǎn)技術(shù)及鑄造企業(yè)的相關(guān)管理工作。

l0.l6666/j.cnki.issnl004-6l78.20l7.05.004