制备涂料及其在铸铁件上的应用

1.涂料的组成

涂料主要由防粘砂的耐火材料、载体、悬浮稳定剂、粘结剂、添加剂等组成。

（1）防粘砂的耐火材料 耐火材料的作用是防止铸件粘砂。要根据铸件金属的浇注温度和其他要求选用不同的耐火填料。要求耐火填料有较高的耐火度，合适的烧结点，热膨胀系数小，不被金属及其氧化物润湿，不与型砂起化学反应，材料来源广且价格较低等。合金种类不同，要求耐火材料的性能也不同。

一般铸铁件用石墨粉作耐火材料；非铁合金则用滑石粉作耐火材料；一般铸钢件常用硅石粉作耐火材料；对于耐热钢、不锈钢等高合金钢铸件和特别厚大的铸件，常采用锆砂粉、铬铁矿粉、镁砂粉、刚玉粉等特殊耐火材料。

（2）载体 载体用于使耐火填料分散在其中，使涂料保持一定的粘度和密度，以便于涂刷和喷射。生产过程中一般根据涂料粘结剂的类别、操作条件和使用工艺等因素来选用载体。常用的载体是水，称为水基涂料；也有用工业酒精、汽油、煤油作稀释剂的，称为快干涂料。快干涂料成本较高。

（3）悬浮稳定剂 悬浮稳定剂的作用是促使耐火材料在水中呈悬浮状态，保证涂料呈均匀的悬浊液，防止沉淀，并易于涂刷均匀。一般用膨润土作悬浮稳定剂。若涂料中含膨润土多，则其悬浮稳定性好，但涂料在烘干和浇注时容易开裂，因此要选胶质价高的膨润土和活性膨润土。

（4）粘结剂 为提高涂料层的强度和涂料层与砂型表面的结合强度，涂料中需加入粘结剂。常用的粘结剂有硅酸乙酯、硅溶胶、聚乙酸乙烯乳液、酚醛树脂，另外还有粘土、糊精、纸浆废液、糖浆、干性植物油和聚乙烯醇水溶液等。

（5）添加剂 涂料中加入添加剂是为了改善涂料的某些性能，常用的添加剂有润湿剂、消泡剂、防腐剂等。

2.涂料的配制(www.xing528.com)

常用涂料的配方见表2-7。混制工艺根据各厂自身条件来确定，常见的有搅拌机搅拌、人工搅拌、碾压成膏状备用。混制膏状涂料时，一般将粉状干料干混0.5h左右，再加水碾压，碾压时间可达几十小时，待其成均匀的涂膏后方可出碾。例如，铸钢涂料加入水柏油，就要在干混后加水柏油混碾4～5h，使水柏油充分与耐火材料粉末粘合后，再加入糖浆等，并分批加入清水混碾1.5～2h，最终碾成膏状。使用前将涂料置于叶片式搅拌机中，加水即可制成供直接使用的涂料。

表2-7 常用涂料的配方

3.表面合金化涂料的配制

表面合金化涂料在涂料中加入了含某些金属元素的铁合金粉末，这些粉末在浇注过程中熔化，使合金元素渗入铸件表层一定深度，以改善铸件表面质量。

铸铁件表面合金化涂料一般是渗碲（Te）涂料，有少数是渗硼、锡等涂料。例如，为了得到灰铸铁表面白口组织，提高灰铸铁的耐磨性，在涂料中加入质量分数为75%的碲，质量分数为5%的糊精，质量分数为20%的膨润土，并加入适量的水作分散剂。

为提高碳钢铸件的耐磨性，在铸件表面渗透铬和锰，在涂料中加入高碳铬铁。例如ZG230-450表面渗铬涂料，加入高碳铬铁粉90%～92%（质量分数），锰铁粉5%～6%（质量分数），铜粉2%～3%（质量分数），水玻璃38%～42%（质量分数），再加入适量的水作分散剂。

使用表面合金化涂料常出现铸件粘砂现象，最好是第一层涂刷合金化涂料，第二层涂刷石墨或锆石粉耐火涂料。