选用耐火粉料时需要注意的问题及对涂料性能的影响

1.耐火粉料应具有的基本性能

耐火粉料的物理、化学性质对涂料效果有决定性的影响，特别是对涂层的耐火度和热化学稳定性影响很大。骨料是涂料中的主要组分，其质量如何及选用是否得当对涂料的使用效果影响极大。同时，选用骨料时还应在工业卫生及经济等方面做较全面的分析。选择耐火粉料时应考虑到表10-5所示的性质。

表10-5 耐火粉料的性能对涂料性能的影响

2.选用耐火粉料应注意的问题

（1）关于骨料的耐火性能 提到耐火性能时，通常包括两方面的内容：一是粉料的熔点或软化点，即其耐受高温的能力，也就是耐火度；二是它的高温化学稳定性，即其在高温下耐受其他氧化物侵蚀的能力。

对于铸造用的涂料，骨料在高温下是否易于烧结有着特别重要的意义。骨料的烧结性能与其耐火度、高温化学稳定性、颗粒的细度等因素有关。

既然是耐火骨料，如果不作具体分析，很容易使人误认为耐火性能越高越好。正因为如此，对骨料耐火度和高温化学稳定性规定过高的要求，从而不惜代价地追求用高级耐火材料，这在铸造用户中比较普遍。其实这种观点是片面的，同时也是不正确的。

涂料通常在液态金属和铸型界面上起作用，形成液态金属-涂料-铸型的界面，如铸钢的浇注温度一般不超过1650℃，铸铁则不超过1450℃，其他合金的浇注温度更低。如果考虑铸型对金属的冷却作用和界面上的温度落差，涂料层受热后能达到的温度将比上述数值还要低一些。对于这样的温度条件，就耐火度而言，一般耐火材料都能满足要求，实无过分苛求的必要。

至于骨料的高温化学稳定性，也绝不是越稳定越好。在常用于涂料的一些骨料中，石英粉的高温化学稳定性是相当差的。它在FeO的作用下，会生成熔点为1200℃左右的铁橄榄石，乃至熔点更低的共熔体。同时，在用砂型铸造钢铁铸件的情况下，浇注时型内气氛是氧化性的，界面上不可避免地会有FeO存在。但是，不少铸钢厂仍采用石英粉涂料，效果也很好。实际上，因涂料骨料高温化学稳定性不佳而出问题的情况是少见的。

浇注液态金属以后，由于高温的作用，涂料层中在常温下起作用的黏结剂因热解而失效。这时，涂料层强度的建立，主要依靠骨料颗粒的烧结。如果骨料的高温化学稳定性太好，不能烧结，则涂料层就可能剥落而使铸件上产生“夹涂料”（类似于夹砂）缺陷。

如果在金属-涂料-铸型界面上的涂料层易于烧结，液态金属注入后很快就形成致密的烧结隔离层，则对改善铸件的表面质量和减少清理铸件的劳动量都是非常有利的。(www.xing528.com)

因此，作为涂料的骨料，其烧结性往往比耐火度和高温化学稳定性更为重要。采用耐火度和高温化学稳定性都很高的材料作骨料时，一般都应有意加入黏土、氧化铁，甚至助熔剂、矿化剂等，以改善其烧结性能。

（2）关于骨料的颗粒尺寸 骨料颗粒尺寸及粒度分布状况对涂料性能的影响迄今仍缺乏系统的研究。

一般说来，骨料的颗粒越细，则涂料的悬浮稳定性越好，涂料层的烧结性能也会较好。另一方面，骨料越细，则所需的黏结剂越多，涂料层也较易于开裂，要使涂料层中的骨料颗粒排列致密，最好能使较细的颗粒镶嵌于较粗的颗粒之间。因而，粒度的分布宜分散而不宜集中。

特别应提到的是，表示粉料粒度的目数与表示砂子粒度的目数，含义是大不相同的。例如：200目砂子，是指能通过170目筛、不能通过200目筛的砂子；200目粉料，则是100%能通过200目筛的粉料，至于其细到何种程度，粒度分布如何，则需进一步筛分或分析才能确定。目数含义不同的原因是粉料难以用筛分方法分级，用风选法分级只能保证细到某一粒度以下。因此，控制粉料的粒度分布是困难的。

生产经验表明，用于一般砂型（芯）的涂料，骨料的粒度以200目、270目、320目三种配合使用为好。由于不同加工单位提供的同一目数的粉料的实际细度可以有很大的差别，故不能推荐具体的配比。

采用聚苯乙烯汽化模铸造工艺时，因大量的气体要通过涂料层逸出，涂料层的透气能力特别重要。在此情况下，骨料应较粗些，而巨以粒度集中均匀为好。

表10-6列出了不同铸件材质常用的耐火粉料，可供参考。

表10-6 不同铸件材质常用的耐火粉料

注：“√”为常用；“○”不常用；“—”为不用。