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砂型芯表层砂粒之间存在很多孔隙,孔隙的大小由原砂粒度及紧实度决定。孔隙越大、越多,金属液就越容易渗入其中而形成机械粘砂。对于一定粒度的原砂,砂粒之间孔隙大小主要取决于紧实度。由于受砂型芯的结构差异、造型或制芯操作者的习惯、型芯砂的流动性等因素的影响,铸造生产实践中砂型芯各部位的紧实度很难做到一致,特别在转角、突出或薄壁砂芯兰等难以坚实的部位极易出现紧实不良,在型芯疏松部位容易发生图1 所示的金属液渗透,砂粒间的空隙清晰可见并已被金属填充。
为了克服这个问题,涂料要能够渗透砂芯表面并在空隙中填充足够的耐火骨料颗粒,有效地进行密封,从而消除或减少金属渗透。普通涂料通常只能渗入1-2 个砂粒,当金属压力较高或浇注温度较高时,不能有效地阻止金属液的渗入而产生机械粘砂。使用特殊设计的高渗透涂料,如SEMCO Coating 9223(水基锆英粉高渗透涂料)或Teno Coating ZKPX(醇基锆英粉高渗透涂料),其渗透深度可达到5~50 mm,可有效地堵塞砂型芯表面的孔隙,从而可有效地防止机械粘砂的出现。通常采用刷涂或喷涂将这些涂料直接用于容易发生渗透的区域。使用高渗透涂料后的砂芯表面结构如图2所示。SEM 影像显示出硅砂颗粒旁边渗入的涂料粒子填充砂粒间隙的状态。
图3-图6 显示了高渗透涂料的一些主要应用实例。目前主要用于大型铸铁件、铸钢件关键砂芯、细长或盲孔砂芯,可有效地防止烧结或机械粘砂。该涂料还可以部分代替铬铁矿砂(图5)。在汽车铸件的关键砂芯上也用于防止局部粘砂、烧结(图7)。特殊设计的高渗透涂料用于涡壳用液压件的脉纹防止。该涂料含有氧化铁等防止脉纹的活性成分,同时还含有磷片石墨等防粘砂材料。涂料浸涂时氧化铁等活性成分可渗入砂芯表面5耀10 mm, 抗粘砂材料留在砂芯的表面。因此,该涂料可有效地防止脉纹和粘砂
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