消失模涂料

消失模涂料作用

消失模铸造所用的造型材料一般是普通干石英砂，泡沫塑料模型被液态金属置换时，热分解产生的大量气体要通过干砂间空隙方能排出铸型外。然而，液态金属在负压的作用下很容易渗入干砂间的空隙而形成机械粘砂。为了避免产生机械粘砂，消失模模样表面必须涂挂一层耐火涂料。在铸型浇注过程中，这一层耐火涂料是介于金属液和型砂之间，对消失模模样的气化、金属液充填和铸件的形成等起着十分重要的作用。

(1)防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂。

机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的充填渗入。在普通砂型铸造中，金属液在铸型某点上的渗入压力即为金属液的压强。当渗入压入超过砂粒间空隙中的气体反压力和由金属液表面张力引起的附加压力时，金属液才能渗入砂粒空隙中形成机械粘砂。

一般情况下，消失模铸造中金属液的渗入压力要大于砂型铸造，所以铸件表面有较严重的针刺和粘砂现象。在泡沫塑料模的外表面涂挂一层一定厚度的致密涂层，可以起到阻止金属液渗入的作用，从而防止铸件产生针刺和机械粘砂。

消失模铸造广泛使用的型料诸如铁丸、石英砂等，由于耐火度均不高，熔融温度较低。当浇入高温金属液后极容易被金属液所熔融，形成节瘤等缺陷，产生热化学粘砂。因此，在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂层，有助于防止热化学粘砂。

(2)提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形。

这是耐火涂料层在消失模铸造中的独特的作用。泡沫塑料模在埋型操作时，不可避免地要受到一定大小的冲击力作用，因而模型可能产生压缩变形和弯曲变形，进而影响到铸件的最终尺寸精度。模型表面涂上一层耐火涂料，干燥后会形成一层紧紧包覆在外表的具有一定强度的硬壳层，使其强度比未挂涂料前有成倍地提高，同时模型的刚度也相应增强，因此可以使各种变形量降低到最小。例如，2mm厚的涂层，在同等受力条件下，可使泡沫模型的受压变形降低2/3，使弯曲变形降低9/10以上。

(3) 有助于消失模模样热分解气体的迅速排出。

如果泡沫模型热分解产生的气体不能及时排出，可能产生浇注不完全、气孔、夹渣和碳黑等缺陷。具有一定透气性的表面耐火涂层可以使气体在负压的作用下及时排出铸型。

消失模涂料技术要求

消失模铸造用的耐火涂料最终涂覆在泡沫塑料模型的表面。泡沫塑料种类不同以及铸件材质不同，对涂料性能的要求也就不一样。此外，泡沫塑料不透气、热变形温度低（约70℃左右）、对水的亲和力小、气化后的发气量大，这些特点决定了涂覆在它表面的耐火涂料应具备如下技术要求：

(1)涂层具有一定的透气性

从防止铸件粘砂的角度来说，泡沫模型外表必须要涂挂涂料，而且涂层要尽可能致密；但致密的涂层不利于气化模气化后生成的气体往外逸散。因此，要求涂料具有一定的透气性，使模型气化生成的气体容易通过涂层，通过型料之间的间隙由真空泵抽走。

为了使涂层获得良好的透气性，可以采取如下技术措施：

a：将不同种类和粒度的耐火骨料进行合理搭配。耐火骨料的种类和粒度对涂料的透气性影响很大。一般来说，单独使用某一种骨料时涂料的透气性很差，而将不同的耐火骨料搭配起来使用时透气性较好。如将铝矾土与适量石英粉复合可获得良好的透气性。同时，骨料的颗粒形状对涂料的透气性也有很大的影响。球形颗粒（石英、刚玉）形成外露的微孔，而片状颗粒（滑石、云母）形成隐蔽的微孔。胞格状组织（珍珠岩）及纤维结构（石棉、蛭石）的填料形成无序结构，构成松散的多孔结构，透气性较高。将不同种类的骨料进行合理搭配可在一定范围内调节涂料的透气性。

b：选用有机粘结剂。有机粘结剂在高温下分解可形成一些空洞，从而增加了涂料的高温透气性。而高温粘结剂如硅溶胶、水玻璃等所配成的涂料透气性较差。

C：加入适量的氧化剂。泡沫塑料模在高温下不完全分解时会在涂料表面沉积一些碳，阻塞排气通道，从而降低了涂料的高温透气性。加入一些氧化剂可以加速泡沫塑料模的分解，从而防止碳的沉积，增加涂料的透气性。

(2)具有良好的润湿性和粘附性

聚苯乙烯泡沫塑料为非极性材料，表面张力低，不易被水基涂料润湿、渗透，因此，涂料中需加入少量表面活性剂并选择适当的粘结剂。所选用的粘结剂要求与泡沫塑料模的粘附性好，这样涂挂后能在模型外表获得一定厚度的耐火涂层。如涂料的粘附性差，则可造成涂层厚度不够或不均，甚至涂层不连续，很难获得质量优良的铸件。

(3)高温强度好

耐火涂层的耐火度要高，热膨胀系数要低，否则浇注过程中由于金属液的冲刷作用，很容易将粘附不牢的涂层冲刷而卷入铸件，使制品产生粘砂和夹渣等缺陷。

(4)干燥速度快

涂料在低温（一般要低于60℃）下的干燥速度要快，不龟裂，并能形成坚固的耐火涂层。如果干燥速度过慢，不仅影响生产效率，而且由于涂层长期不能干燥、固化，可能会从气化模表面脱落。

(5)发气量要小

涂料层一经烘干后，在浇注过程中与高温金属液相接触时，不得有其它的气体产生。否则涂料层容易崩溃、脱落，所产生的气体还会影响浇注过程的平稳性。

(6)良好的涂挂性

消失模涂料的涂层比较厚，要求涂料有较高的屈服值和塑性变形能力，应严格控制涂料的流淌性，对于热固性树脂为粘结剂的涂料，可以在其中加入少量触变剂，以提高涂料的涂挂性。

（7）良好的烧结及剥离性

即在浇注后形成易于自动剥落的涂料壳，从而获得表面光洁的铸件，生产的铸件表面质量的光滑度大大增加，提升了铸件成品的合格率。

消失模铸造的涂料要涂挂在消失模模样的表面上，而传统的砂型铸造的涂料则是涂刷在制好的铸型表面上，两者的涂挂方法差别很大，而且其技术要求也不尽相同。消失模涂料的涂挂有多种方法如刷、浸、淋、喷或浸淋相结合。一般而言，消失模铸件的表面粗糙度和尺寸精度取决于消失模模样本身的质量，而涂层的厚度并不影响铸件尺寸。表面粗糙的涂料层不但不影响铸件的表面粗糙度，反而对改善透气性有利。

消失模涂料刷涂

刷涂方法靠手工通过刷子来完成。这种方法对涂料的某些性能要求不如喷涂或浸涂严格，但对操作者的技术和经验要求比较高。

刷涂时，涂料的厚度均匀性虽不如喷涂或浸涂，但效果还令人满意。对于一些结构形状复杂的消失模模样，最好选择刷涂。因为喷涂时，一些“死角”部位常常喷涂不到；而浸涂又常常难于排出某些凹槽中的堆积涂料。

刷涂的主要缺点是劳动强度大、生产效率低，因此只适用于修复性补刷操作或体积较大而又无法浸涂或喷涂完成的单件生产。

消失模涂料喷涂

喷涂方法是用喷枪将涂料喷涂在消失模模样上。喷涂的效率比刷涂高，劳动强度也低得多。

由于耐火涂料的比重大，粘度高，要进行喷涂必须使涂料成为雾状喷射出去；此外，涂料喷涂的对象为极易被损坏的泡沫塑料模，要求涂料喷落在泡沫塑料模型上的冲击力要尽可能小。

喷涂法存在如下问题：

①对涂料的技术要求高，涂料浓度过大时，常常无法喷射或喷涂不均匀；浓度过小，又易于淌流或粘挂不上。此外，涂料中夹杂的大的颗粒、异物容易堵死喷嘴，中断生产；

②消失模模样不易夹持，在喷涂过程中常常引起消失模模样变形或损坏；

③浪费涂料：喷枪喷出的雾状涂料有相当部分并不能落到消失模模样上，不但浪费涂料而且污染环境；

④质量不易控制：有些死角不能喷射到，而且第二次喷涂时容易将第一层涂料层破坏。

消失模涂料浸涂法

浸涂法具有生产效率高、节省涂料、涂层均匀以及对涂料的要求不高、操作简便、不需要特殊设备等特点。由于泡沫塑料模样的密度小(与涂料密度相差数十倍)且本身强度又不高，因此应注意防止涂料密度过大导致消失模模样难以浸入而变形损坏。

浸涂涂挂的涂层厚度，可通过涂料浓度、浸涂次数和控制浸涂操作来控制。一般采用两次浸涂作业：第一遍，浸涂浓度较小的稀薄涂料，以便获得均匀的薄涂层，改善两遍作业的涂挂性能；第二遍，浸涂要通过调整涂料浓度来获得均匀的涂料厚度。如果涂料的浓度不改变而又要求控制涂层厚度时，则只能靠浸涂后抖动消失模模样次数来调整。熟练的涂料工要做到这个要求一般是不困难的。

浸涂操作的注意事项：

(1) 进行浸涂操作前，必须对涂料进行合理的搅拌，最好在浸涂过程中一直处于缓慢搅拌之中，防止卷入空气；

(2) 浸涂时应选择好消失模模样浸入涂料的方向、部位，防止模样变形；

(3) 涂层要均匀，涂层上不得有露白现象出现；

(4) 浸涂后的消失模模样，从容器中取出、运送、放置时均应防止变形。

(5) 消失模模样经浸涂后，应及时抖动，以使涂层均匀并使多余的涂料去除。

为克服浸涂法浮力引起消失模模样的变形，可采用合适的卡具将消失模模样固定后再浸入涂料容器。大批量生产时，可采用专门的机械化浸涂装置，消失模模样先用卡具固定，然后将涂料从底部压入，淹没消失模模样后再撤走，涂料便自动下落，完成浸涂工序。

浸涂方法适宜于小型铸件生产，较大尺寸的消失模模样只要涂料桶容积允许，也可采用分段多次浸涂的办法。

水基涂料配制过程大致是先将耐火材料、膨润土、无水碳酸钠等干料加入混砂机，干混10分钟左右，加入粘结剂溶液和少许水；湿混20~30分钟左右，将湿料倒入桶里，加入适量水后进行搅拌。最后在搅拌过程中加入各种添加剂。

生产实践证明，搅拌器的转速和搅拌时间会影响涂料的涂挂性能和沉淀情况。搅拌器转速高，搅拌时间长，涂料混合越均匀，不易沉淀，涂挂效果也很好。从工艺角度考虑，要求搅拌器的转速≥1380r/ min，搅拌时间>1h。

对于球磨机配制涂料，由于有球磨作用，能使涂料充分混合，达到胶质状态，涂挂的效果更好。其配制工艺是将耐火材料、活化膨润土和少许水先配成膏状涂料（水份占粉料质量的25%～30%）一起加入球磨机，然后再加适量水搅拌成涂料，球磨7~8小时，加入粘结剂和聚醋酸乙烯乳液后再球磨1小时，将涂料倒入或用压缩空气压入涂料桶充分搅拌，并视涂料的透气性能加入一些添加剂。

如果采用钙基膨润土，可加入碳酸钠(占膨润土量的5%)使其转化成钠基膨润土，称为活化处理。

对于高分子粘结剂使用前须预先配制成溶液。如羧甲基纤维素钠(CMC)预先配制成1∶40的水溶液；聚乙烯醇缩西醛(PVB)或酚醛树脂等预先配制成一定比例的乙醇溶液。

用球磨机或碾压机配制涂料，因耐火材料颗粒能被破碎，可选用较粗的粒度；而用搅拌机配制涂料则没有粉碎作用，因此应选用较细粒度的耐火材料。

采用球磨机或碾压机配制水基涂料时较粗的耐火骨料被粉碎形成新生表面而有较大活性，使载体在耐火材料颗粒表面均匀分布，故有较好的稳定性、触变性及高的强度等特性。

纸浆废液涂料是消失模涂料水基涂料的一种，其通常用在中小铸铁件、铝合金铸件的生产中，整体效果良好。在使用过程中需要注意三点：第一，纸浆废液涂料在浸挂后需要撒干石英砂，以防止涂料往下滑落。第二，如果遇到需要涂挂两层以上涂料的情况时，应采取快速干燥措施，否则干燥了的第一层涂料层容易潮解脱落，影响操作进程。第三，由于空气中有一定的湿度，即使干燥后的涂层在空气中放置过久也会吸潮，因此企业要尽量避免涂层在空气中长时间置放。

纸浆废液涂料基本配方见下表：

说明：若将其中的耐火材料石英粉换成锆英粉，则可用于铸钢件、厚大铸铁件的使用。

快干涂料的配制

以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或酚醛树脂等作为粘结剂的快干涂料应预先配制成一定比例的乙醇溶液，然后将耐火骨料以及各种添加剂一并加入并充分搅拌。

消失模涂料的性能和结构的关系

对于消失模涂料的性能和组分间的关系已有很多的经验和知识积累，在前面已探讨过。对于涂料的性能和结构的关系的理解则很有限，建立涂料的性能和结构的关系有助于高性能新型涂料的开发和使用，并对消失模铸造工艺控制提供帮助。

早期的研究已触及该方面，Sun等人(1992)已揭示涂层的透气性取决于涂料中颗粒大小及分布、形状、以及气孔的特征，其研究已显示，一种主要由接近圆形的、尺寸较大、大小分布较均匀的氧化铝颗粒构成的涂料比另一种由不规则形状的、尺寸较小、大小分布不均匀的二氧化硅颗粒构成的涂料透气性更高。和Penumadu (2005)的研究表明涂层中“有效气孔”的大小和结构与涂层的透气性紧密相关。Qi等人(2005)曾尝试建立一个关于消失模涂料的结构模型以解释其传热和传质的特征。鉴于其复杂性，对于消失模涂料的性能和结构的关系还有很多的研究工作要做。

消失模涂料一般由耐火材料、粘结剂、载体(溶剂)、表面活性剂、悬浮剂、触变剂以及其他附一加物组成。各种组分被均匀混合在一起，在涂料的涂挂和金属液浇注过程中综合发挥作用。

1．常用的耐火材料有刚玉、锆砂、硅砂、铝矾土、高岭土熟料、氧化镁、硅藻土、蓝晶石等。生产不同的消失模铸件时，应选用不同的耐火材料制作涂料。不同材质铸件对涂料耐火度、化学稳定性、绝热性要求各不相同。通常生产铝铸件时其消失模涂料要用硅藻土、滑石粉等耐火材料;铸铁件常用硅砂、铝矾土、高岭土熟料、棕刚玉等粉状耐火材料;铸钢件常用刚玉、锆砂、氧化镁等粉状耐火材料。

配制消失模涂料除要正确选择耐火材料种类外，还应正确选择耐火材料的粒度粗细和分布，以及颗粒形状。因为粒度粗细和分布及颗粒形状将影响涂料的透气性。据报道，消失模涂料用耐火材料颗粒以圆形为好，粒度偏粗而集中较合适。

2．常用的粘结剂大致可分为无机和有机两类，在一种涂料中可以同时使用。无机粘结剂(高温粘结剂)：亲水型：粘土、膨润土、水玻璃、硅溶胶、磷酸盐、硫酸盐、聚合氯化铝。憎水型：有机膨润土有机粘结剂(低温粘结剂)：亲水型：糖浆、纸浆废液、糊精、淀粉、聚乙烯醇（PVA）、聚醋酸乙烯乳液、水溶性酚醛树脂、天然树胶。憎水型： 沥青、煤焦油、松香、酚醛树脂、干性植物油、合脂油、硅酸乙酯,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)

3．载体：消失模涂料有水基涂料和醇基涂料之分，但生产中使用较多的为水基涂料。

4．悬浮剂：为防止涂料中的固体耐火材料沉淀而加入的物质叫悬浮剂。水基涂料常用的悬浮剂有:膨润土、凹凸棒土、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酞胺、海藻酸钠等。有机溶剂涂料常用的悬浮剂有:有机膨润土、锂膨润土、凹凸棒土、聚乙烯醇缩丁醛等。

1：普通铸件1-2次即可

2：厚大铸件2-3

3：包装

50kg 100kg

消失模涂料防粘砂，防气孔，防砂眼原理

传统的铸造涂料只是在铸件和铸型中间起到阻挡隔离作用，达到防粘砂目的，但普通铸造涂料高温下由于 附着力差、强度低、耐火差、发气量大，容易造成铸件产生粘砂、砂眼、气孔、碳渣等缺陷。

铸件粘砂是因为涂料没有有效起到阻挡隔离作用，或涂料与高温金属液体发生化学反应。

1）.涂料附着力差：填砂震动时造成涂料剥落，引起铸件粘砂，

2）.涂料膨胀系数大：与高温金属液体接触时涂料受热体积膨胀脱离铸型导致铸件粘砂。

3）.高温液体金属被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物〔在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更后），造成铸件粘砂，有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。

铸件砂眼：

1）．铸型内有掉入的砂子。

2），.涂料强度低，耐火差，经不住高温金属液体的冲刷，型砂被卷入铸件。

铸件气孔：

产生的原因很多，最常见的就是因为铸型中存在较多发气量大的物质，发气速度快，涂料或被砂透气性差，气体未及时排除所致。或由于铸件涂层厚度不一，强度较小，在浇注过程中抽取负压较高从而引起气孔

在传统铸造涂料基础上的技术加以改进，调整，高温下不开裂，不脱落，强度高，并且能有效防止高温液体金属氧化，与铸型和高温液体金属接触过程中不起化学反应。同时能预防氮、硫、碳等气体的产生。

从而彻底解决:

铸件粘砂，铸件砂眼，铸件粗糙，铸件气孔，铸件夹杂〔渣〕，球磨铁变异，铸钢渗硫裂纹，增碳缺陷等。

消失模铸造用涂料的使用性能主要是热性能和透气性，这两项决定了其在浇注过程中的作用。在实际操作中则需要测量和控制其粘度、固体含量、透气性、PH值等。只有确保涂料的性能稳定一致，才可保证消失模铸造产品的质量。

粘度：描述的是流动对于剪切力的反应，是衡量涂料流动性的一项重要指标，粘度虽然主要取决于涂料的成分，但也受搅拌过程的影响。

透气性：其直接控制着泡沫融化和分解的产物逸出的速度，从而决定了液态金属的流动速度，进而决定了是否可以消除气孔、冷隔、浇不到、积碳等缺陷的产生。透气性的直接测量对于涂料质量控制尤为重要。由于涂料在高温下使用，直接测量其在使用状态下的透气性很困难，现有方法均为常温下进行。

涂料的导热性对于获得高质量的消失模铸件至关重要，导热常熟、比热、热膨胀系数等的测量多在涂料的研发阶段而不是在使用过程中。

消失模涂料配制过程中搅拌时间对涂料性能有影响作用，一般情况下，搅拌时间不宜过短。搅拌过程是使膏状涂料稀释到符合涂覆要求的一种手段，搅拌对涂料中的块状物有分离的作用，水在强力作用下对粉状固体有一定的润湿作用，同时使涂料各组元发生混合作用。

研究表明，搅拌时间长短对于消失模涂料表观均匀度（块状、颗粒、均匀）、流平性、附着量、粘度、涂层厚度等指标是有影响的，以下是研究结果：

消失模铸造涂料具有防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂、提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形、有助于消失模模样热分解气体的迅速排出等功效，那么消失模铸造涂料为什么汇聚了如此多的功能呢，下面我们将从六个方面来解析。

消失模铸造涂料具有这六大特点(1)高的强度和刚度，防止造型时模样变形和被干砂损伤;(2)高的耐火性能，防止浇注时铸件表面粘砂;(3)优异的透气性，可以快速导出模样气化的产物;(4)较强的附着力，防止生产过程中涂层开裂甚至脱落;(5)良好的涂挂性，使用时能方便的涂覆一定厚度的涂层;(6)良好的烧结及剥离性，即在浇注后形成易于自动剥落的涂料壳，从而获得表面光洁的铸件。

消失模涂料辅助消失模铸造生产完美铸件

消失模涂料在消失模铸造工艺中日显重要。消失模铸造工艺与涂料紧密配合，生产的铸件表面质量的光滑度大大增加，提升了铸件成品的合格率。

消失模涂料是消失模铸造获得表面光洁的优质铸件必不可少的辅助材料。如果涂料的性能、配制和干燥出现问题，就会使铸件产生质量不稳定、废品率上升等现象。所以，必须加强对消失模涂料的认识。消失模涂料一般由耐火骨料、粘结剂、载体、悬浮剂及其他添加剂组成，各种组分被均匀混合在一起制成粉状或膏状，在涂挂和浇注过程中发挥综合作用。消失模涂料的性能直接影响着消失模铸造工艺的成功与否。消失模涂料没有制定统一的检测标准，所以，不同厂家生产的涂料性能就存在很大的差异，而且铸件的材质对消失模涂料的要求不一样。

消失模铸造用涂料的种类根据所用粘结剂的性质通常分为水基涂料、醇基涂料、树脂涂料等三种。

水基涂料是指其粘结剂以水为溶剂，常用的粘结剂多种多样，如聚乙烯醇、CMC、水玻璃等。水基涂料一般厚度较大（0.5~2mm），其强度也较醇基高，但是水基涂料的透气性一般较差，一般在水基涂料中需要加入少量的发泡剂。涂层烘干后，发泡剂在涂层中会产生大量的毛细孔，气化模分解产生的气体就是由这些毛细孔排出。

醇基涂料与树脂涂料的干燥速度较快，又称之为快干型涂料。快干型涂料中通常不需要加入发泡剂，涂层的透气性主要依靠涂料中的粘结剂或溶剂的挥发而产生。快干型涂层比水基涂层薄，所以其透气性也较好。

水基涂料中含有大量的毛细孔而对高温液态金属产生毛细吸力作用，使涂层清理时溃散性差，容易产生铸件粘砂现象。但对于水基涂料可以增加厚度而使涂层强度升高；醇基涂料防粘砂、针刺功能好，但其强度低。

这里需要注意的是，长期以来在铸造生产中通常有两种不正确的认识，一是过分强调涂料的透气性好坏，认为水基涂料的透气性差；二是认为醇基涂料虽然方便快捷但成本高昂，事实并非如此。

大量的实践表明，铸型中的气体能否迅速排除是涂层透气性、涂层厚度、真空度、型砂粒度等因素共同作用的结果。水基涂料与快干涂料相比，在相同厚度的条件下其透气性相差无几，更本不可能对消失模铸造工艺产生显著的影响。其次，虽然醇基涂料中原材料成本高，但其涂层比较薄，涂料用量少而且不必专门烘干、铸件清理方便，所以其综合成本反而比水基涂料要低。

对于厚大铸件、重要零件或某些关键部位，将这两种涂料结合起来使用效果很好，即内层用醇基涂料（≤0.5mm）而外层使用水基涂料。有时可以将这两种涂料交替使用，涂覆多层，铸件的防粘砂效果也十分理想。

消失模铸造涂料国内外的发展状况

80年代以前，我国对消失模铸造的研究主要集中在模样的设计、制作和装配以及铸件的形成过程中的物理化学现象等，对消失模铸造涂料的研究很少涉及到。90年代以后，国内对消失模铸造涂料研究的主要内容有涂料的透气性、涂层强度、涂料的组分以及流变性、涂料对充型过程及铸件缺陷的影响。其中，研究最多的是消失模铸造涂料透气性的测试方法。

国内、以生产球铁曲轴和管件为主的刚玉粉涂料的耐火度高、透气性、覆盖性、强度及韧性均优于其他石墨涂料和石英粉涂料。从涂料的透气性能上讲，无论是常温透气性还是高温透气性，生产铸钢件涂料是以铝矾土涂料为最高，其次是石英粉和棕刚玉，锆英粉涂料的透气性较低。国内各种常规的铸型涂料也有不少人分别从耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、载体和助剂等方面做了研究，成型配方有很多种，但是普遍存在着原材料价格昂贵、成本高、涂层表面质量质量不高的问题。

国内消失模铸造涂料的研发随着消失模铸造技术的发展有了长进，但专业化生产厂少，有些消失模铸造厂配制涂料供本厂使用。但普遍缺乏研发能力，甚至不具备基本的检测和质量控制手段。涂料也是制约消失模铸造技术在中国大规模推广和技术进步的瓶颈之一。

近年来国内愈来愈多的高端客户对消失模铸造涂料的需求量增加，所以涂料的国产化提到议事日程。美国亚什兰公司一直积极参与推动消失模铸造技术在全球包括中国的普及和进步，曾多次与国内同行交流并向国内介绍相关技术尤其是涂料技术。

在国外，研制的消失模铸造涂料都是专利产品，英国Fosrco MORNAL 公司研制的性能优良的styromol系列涂料，用于铁及非铁金属消失模，具有不同的保温性、透气性和耐火性。由Fosrco国际公司提供的涂料中加入少量冰晶石，使其在高温下形成活性高的NaF、AlF3等，可对模样热分解的碳产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而消除皱皮等缺陷。在日本，已经开发出使用铸铝、铸铁、铸钢等不同类型铸件的系列涂料。涂料的组成和性能要求文献都有报道，并认为涂料的组成和透气性是关键。日本的消失模涂料，一般铸件是以SiO2做基材，铸钢以锆英粉做基材，并添加粘结剂、防腐剂等材料配制而成。为减轻铸钢件的增碳缺陷，涂料中还加入5%-8%的氧化性物质等。美国Robinson铸造公司，从硅砂、氧化铝和莫来石的耐火性开始试验了60-70种涂料，寻找一种能适合各种尺寸和形状的涂料。

消失模涂料涂层的厚度影响其透气性能和耐火性能的好坏，单就耐火性能而言，企业希望涂料涂层尽可能厚一点，因为这是解决铸件粘砂缺陷的一个十分有效的工艺方法，但是，如果涂层太厚的话，又会影响到涂层的透气性能，此外涂挂作业也很麻烦；如果从涂层透气性能考虑，希望涂层尽可能薄一点为好，然而涂层太薄会导致铸件表面产生针刺缺陷，甚至是粘砂缺陷，从而影响了铸件表面质量。

铸件重量（kg） 涂层厚度(mm) 用 途

<100 0.5~1 铝、铜铸件，小铸铁件

100~500 1.0~1.5 中等铸铁件、中小铸钢件

>500 1.5~2.0 大铸铁、铸钢件

消失模铸件粘砂可以分为机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的填充渗入，此种情况形成是由于金属液的渗入压力超过了砂粒间空隙中的气体反压力和由金属液表面张力引起的附加压力，金属液渗入砂粒空隙而导致，如果在泡沫塑料模外表面涂挂一层致密涂层，方可起到阻止金属液渗入的作用，从而有效防止铸件产生机械粘砂。化学粘砂的产生多由于型料耐火度不高、熔融温度较低所致，当浇入高温金属液后很容易被金属液所熔融，形成节瘤等缺陷，因此，在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂料，对于防止化学粘砂很有利。

消失模涂料在消失模铸造中的作用

消失模涂料的作用在于支撑和保护泡沫模型、防止液态金属渗入砂子和粘砂、吸收分解产物和让分解气体通过涂层、保持泡沫模型挥发后形成的型腔的完整、并保持液态金属热量不会很快散发。因此消失模涂料的使用可以降低消失模铸件表面粗糙度，确保铸件精度，减少或防止铸件粘砂、砂眼、气孔、金属渗透、冷隔、浇不到、积碳等缺陷。所以消失模涂料应具有足够的耐火度、一定的机械强度、恰当的保温和导热性能、合适的透气性和吸收液体分解产物的能力、光滑的表面、足够的涂刷性能、不与泡沫模型发生化学反应等。

消失模铸造涂料的功能解析

消失模铸造涂料具有防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂、提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形、有助于消失模模样热分解气体的迅速排出等功效，那么消失模铸造涂料为什么汇聚了如此多的功能呢，下面我们将从六个方面来解析。

消失模铸造涂料具有这六大特点(1)高的强度和刚度，防止造型时模样变形和被干砂损伤;(2)高的耐火性能，防止浇注时铸件表面粘砂;(3)优异的透气性，可以快速导出模样气化的产物;(4)较强的附着力，防止生产过程中涂层开裂甚至脱落;(5)良好的涂挂性，使用时能方便的涂覆一定厚度的涂层;(6)良好的烧结及剥离性，即在浇注后形成易于自动剥落的涂料壳，从而获得表面光洁的铸件。

消失模铸造涂料常用的五种耐火材料

随着消失模铸造的日益发展，人们对于消失模铸造涂料也愈发重视。据悉，耐火材料是消失模涂料的骨料成分，耐火材料的品种很多，通常选用以下五种：

A.锆英粉 主要成分是ZrO2、SiO2，即正硅酸锆。它的耐火度高，是目前用于消失模铸造最好的一种抗粘砂材料。浇注铸钢件和大型铸铁件时多采用这种耐火材料，可以减少铸件的清理工作量，获得表面光洁的铸件。

b.石英粉 主要成分是SiO2。由于石英粉在不同的温度条件下具有不同晶型转变，使其发生体积改变，从而降低了它的使用价值。一般用来浇柱中小铸铁和铸铝、铸铜件等有色金属。由于消失模铸造主要用于中小件，所以石英粉应用比较普遍。

c.氧化铝 氧化铝即刚玉粉，主要成分是Al2O3。它也是一种性能优良的耐火材料，可用来浇注铸钢件和大型铸铁件。

d.石墨粉 石墨粉是铸铁生产中广泛作用的耐火材料之一，具有很高的耐火度，但易氧化。它的热膨胀系数很低，一般在50×10-7以内。

e.蓝晶石 蓝晶石耐火度1800度以上 且蓝晶石在高温1100-1450度逐渐转化为莫来石 莫来石1800度仍稳定，其在1810度分解为刚玉。蓝晶石价格相对低廉，是替代刚玉质材料的理想矿物。

洛阳毅航耐火材料有限公司位于河南省洛阳市伊川县

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武汉满翔铸造材料有限公司是一家集“生产、科研、销售”为一体的专业铸材企业。公司成立于2008年6月，位于巾帼英雄“花木兰”的故里—武汉黄陂。

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