球墨铸铁件用阻硫涂料的研究及应用

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用以磺酸类为固化剂的呋喃树脂自硬砂浇注球墨铸铁时,球墨铸铁表面的球状石墨将会变异成片状石墨,使得铸件的机械性能明显下降。通过在砂型表面施涂阻硫涂料能够有效降低这一缺陷。本文旨在配制出一种综合性能优异的铸造涂料来解决这一问题,从涂料耐火粉料的选择、涂料的配制工艺、涂料性能检测以及涂料实际阻硫效果分析等方面进行研究,并达到以下结果:通过综合分析铸铁件常用耐火粉料,并根据涂料内部硫含量浇注之后的增加程度,确定耐火粉料为:白云石粉、石墨粉、石英粉、铁红粉和滑石粉。对几种现有的悬浮剂进行胶体率和涂料松软程度的比较来分析悬浮剂的悬浮性能,最终选定F-80悬浮剂作为本研究实验的主要悬浮剂。并对涂料配制工艺进行分析,确定了涂料的配制过程及添加剂的预处理工艺。通过单因素法、正交法等实验设计方法,分析各个组分对涂料性能的影响,并优化出涂料的配方。涂料的最佳配比(占耐火粉料的质量分数):白云石粉15%、土状石墨粉5%、片状石墨粉15%、滑石粉6%、铁红粉4%、石英粉55%、F-80悬浮剂5%、酚醛树脂1.5%、松香0.5%、聚乙烯醇缩丁醛0.1%、工业酒精适量(根据密度及波美度加入,保证密度在1.17~1.20g/cm~3,波美度在25~30Be`)。通过实际浇注实验证明,本研究配制的阻硫涂料,抗擦落强度高,悬浮性能好,流平性好,浇注之后涂层无粘砂、流痕、气泡等明显缺陷,达到商品用涂料标准,同时对铸件进行金相观察,铸件表面的片状石墨厚度较其他涂料降低了近50%,而且涂料成本较低。对其他几种类型涂料进行比较性实验,根据结果分析涂料的阻硫机理,选用涂料浇注前后内部含硫量的改变来反映涂料对硫的吸收作用,选用烧结后涂料ESEM实验和烧结后涂料的透气性测量来反映涂料的屏蔽气体的能力。这几个指标对涂料阻硫效果有着比较准确的反映,具有较强的参考意义。
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