自制水基石墨涂料的优化

铸造涂料用于涂覆铸型或芯子表面，是提高铸件表面质量的重要手段。考虑到商品涂料的价格偏高，山东石横特钢集团有限公司（简称石横特钢）生产铁件目前采用自制水基石墨涂料。由于对铸件表面质量要求越来越高，加上涂料自身的特殊性，因此如何进一步优化自制涂料工艺，规范其使用，降低涂料消耗，对铸件质量与成本都有重要意义。 1 优质涂料应具有的性能 　　涂料通常由耐火粉料、载体液体、粘结剂和稳定悬浮剂及其他添加剂等组成。优质涂料应具有以下性能：好的悬浮性及再搅匀性；一定的触变性；好的覆盖能力，对砂芯（型）施涂时，涂料能以一定厚度遮盖砂芯（型）表面的性能；适当的渗透性；良好的粘结强度和耐激热性；好的抗粘砂性；低的发气性；好的贮存性；各种原材料资源丰富，成本低廉，并能满足劳动卫生方面的要求。 2 自制水基石墨涂料的配制 　　石墨的耐火性能极佳，而且不为液态金属所浸润，而水是良好的溶剂并有极性，用作涂料的载体时，较易控制涂料流变性。通常，水基涂料为触变性胶态分散体，具有良好的使用性能。基于以上原因，目前在铸铁和非铁合金铸件用涂料中，水基石墨涂料有不可替代的地位。 　　石横特钢对自制水基石墨涂料进行了改进优化。 （1）增加了对骨料粒度的控制。一般说来，骨料愈细，所需粘结剂愈多，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。 　　（2）降低了粘土加入量。配方中选用天然钙基膨润土。膨润土最重要的功能是由于其离子的吸附作用而使胶态分散体（涂料）形成结构，从而使涂料具有触变性。加入1%的膨润土就可以使涂料产生结构，为避免涂层开裂，实践中将其用量控制在2%。 　　（3）增加了对混制时间的控制。为使涂料各组分高度分散，使膨润土均匀涂覆于骨料的表面，形成结构流体，考虑到骨料颗粒的不均一性与不规则性，增加了对混制时间的控制。 　　（4）增加了对溶剂加入量的控制。 　　由于石横特钢铸铁件采用干型铸造，涂料中水分对砂型质量没有影响，因此在实践中增加了水的加入量，并且进行了定量控制，因为低强度涂料渗入能使其对砂型表面的附着增强，涂料层不易剥落。 　　通过优化涂料配制工艺，涂料的质量得到了进一步提高，涂料开裂的现象基本消失；同时，涂料的材料成本也明显降低，铸件的涂料消耗也随之降低。 3 涂料的施涂方法与用量控制 　　涂料的施涂采用刷涂法。在铸件面积一定的情况下，涂料的用量决定于涂料层的厚度和需涂敷的面积。涂料层的厚度应根据铸件的材质、壁厚、浇注温度、铁水流动性、铸型（芯子）的表面状况等因素确定。由于涂料层的湿态厚度与干态厚度区别较大，考虑到湿态厚度测量比较方便，因此对涂料层湿态厚度作了以下规定：薄壁铸件：0.15～0.20mm；中型铸件：0.30～0.60mm；厚壁铸件：0.50～0.75mm；特厚铸件：0.75～1.50mm；每次施涂厚度不得超过0.30mm。 　　经过对自制水基石墨涂料配制工艺的优化和施涂工艺的细化，涂料的质量得到了更加有效的控制，合格率达到100％，同时涂料消耗也降低了40％。 信息来源于：山东冶金