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消失模涂料鑄造工藝方法
消失模涂料鑄造工藝方法
近年來消失模涂料工藝是鑄造業一種新興的鑄造工藝方法，其過程方法為：將鑄件相似尺寸的模型上涂刷一層耐火層，待烘干成形后與石英砂一起造型，最后澆筑金屬液體，過程中高溫使模型氣化，金屬液體凝固后得到所需要的鑄件[1-3]。由于精度高、成本低、易設計、工藝簡單、污染小、效率高等優點，消失模涂料鑄造的應用越來越廣泛，受到國內外的關注。
消失模涂料涂料是消失模涂料鑄造中的一種關鍵因素，它是涂覆在模型表面的一直特殊涂料。消失模涂料鑄造的技術發展和革新主要受制于消失模涂料涂料的發展和創新，可以說，只有消失模涂料涂料的發展才能帶來消失模涂料鑄造的發展。本論文主要從消失模涂料涂料的歷史、現狀和未來發展趨勢等介紹消失模涂料涂料。
1 消失模涂料涂料的簡介
消失模涂料涂料一般由骨料、粘結劑、懸浮劑、載液、添加劑等原料分散混合而成[4-5]。
骨料是消失模涂料涂料的主要成分，對涂料的強度、通氣性等方面影響很大，但也會導致鑄造過程產生氣孔、夾渣等缺陷。一般通過鑄件的金屬類型、大小、溫度、外形等綜合因素，選擇合適的骨料。常見的骨料有硅砂、剛玉、滑石、石英、石墨等，可以是單一骨料，也可以是多種骨料混合；粘結劑一般有無機和有機兩種，可以增加涂料的強度，增加附著力；懸浮劑在涂料中的作用，主要是防止涂料結塊、聚集、沉降等，增加粘度、觸變性、涂覆性等特性；載液作為涂料的分散介質，一般為水基或醇基，合理選擇載液可以提高鑄件的表面質量；對需要一些特定的性能的涂料，需要有針對性的添加一些添加劑，比如表面活性劑、消泡劑、防腐劑等等。
消失模涂料涂料涂覆在模型上，在消失模涂料鑄造工藝中起到支撐、轉熱、傳質、控制金屬流動性、影響表面質量等作用。主要作用如下：(1)增加模型的強度和剛度，減少形變；(2)起到保護金屬液作用，防止流入型砂中；(3)高透氣性保證消失模涂料分解產物逸出；(4)良好的剝離性。
2 消失模涂料涂料國內外研究狀況
2.1 國內研究現狀
上世紀八九十年代，我國對消失模涂料鑄造的研究，從起初的模型的設計、制造、裝配等，過渡到對涂料性能的研究[6]。已經應用的涂料配方，大多價格昂貴、成本過高，涂料質量也不佳。
隨著不少針對消失模涂料涂料的原料骨料、混合工藝、透氣性的研究，此外還有懸浮劑、粘結劑等助劑方面的研究，消失模涂料涂料的發展已有長足進步。目前，國內生產的涂料質量還不成熟，要大規模國產化還有一些技術需要攻克。隨著，國內生產對消失模涂料涂料的需求增加，人力和物力的大量投入，涂料的國產化相信指日可。
2.2 國外發展現狀
在國外，消失模涂料涂料應用和研發都較早，目前已有不少專利產品[7-8]。例如，英國的 Foseco MORNAL 公司擁有成熟的 styromol系列涂料，該系列產品體現出優良的保溫、透氣、耐火等性能。
英國 Foseco MORNAL 將少量冰晶石(Na3AlF6)加入涂料中，鑄造高溫下生產 NaF、AlF3等，可以吸附鑄造過程中產生的碳，從而消除缺陷，提高鑄件質量。日本的消失模涂料涂料也比較成熟，將5 %~8 %的氧化性物質等加入到以 SiO2做基材的涂料中，并輔以粘結劑、懸浮劑、添加劑等原料，可以減輕鑄件的增碳缺陷。
3 消失模涂料鑄造涂料的發展趨勢
消失模涂料涂料是消失模涂料鑄造工藝的關鍵，涂料的發展才能推進消失模涂料鑄造的發展[9]。為符合鑄造環保、節能、可持續化的發展方向，消失模涂料涂料的研發向著綠色環保、多元化等方向發展。主要的發展方向有以下幾個：
3.1 發展水基(快干)涂料
當前，醇基涂料目前應用廣泛，但醇基涂料價格昂貴，易燃易爆，對環境污染大，且不易運輸和貯存。與醇基涂料相比，水基涂料成本低廉，也沒有運輸和貯存方面的缺陷，在環保方面也具有優勢，因此發展水基涂料來替代醇基涂料是未來涂料的熱門方向，目前也取得了較大的進步[10]。
3.2 開發濕型砂涂料
目前造型與制芯都是濕型砂，其中煤粉砂是一種應用廣泛的濕型砂涂料，但煤粉砂的透氣性差，影響鑄件質量，對環境也造成影響。開發和研究一種替代方案是，消失模涂料涂料研發的當務之急[11]。
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