铝合金新型低压铸造涂料研究

摘要

铝合金因其比强度比刚度高、良好的加工性能等优点而作为理想的轻质结构材料，被广泛应用于汽车、摩托车、内燃机、电子、航天及仪表等行业中。低压铸造作为日常生产铝合金铸件的最常用方法之一，具有充型稳定、铸件成形精度高、质量好等优点。而低压铸造中，铸件质量优劣与否，涂料质量是关键之一。本文针对低压铸造汽车铝合金轮毂工艺，着力研发一种铝合金新型低压铸造无机环保型涂料，解决目前所用低压铸造用涂料易脱落，表面光洁度较差的问题。
　　首先，本文选择润滑性能良好、具有层状结构的无机材料B作为耐火粉料，采用溶胶凝胶法制备的Si-Al-Cr三元复合溶胶作为粘结剂，研究了耐火粉料添加量和喷涂工艺参数对涂料性能和涂层形貌的影响。结果表明，当无机材料B的添加量为15％，金属基体预热温度为250℃，喷涂距离为90cm时，涂层表面光滑细腻，表面质量达到最佳，涂层结合强度好。
　　其次，研究了磷酸盐助粘结剂对涂料性能的影响，并通过SEM、EDS、差热分析等手段分析了涂层的形貌、结构。随着磷酸盐粘结剂添加比例的增加，涂料的密度和条件粘度值不断下降，涂层表面的裂纹呈现出先减少后增多的趋势，涂层的结合强度达到II级。当Si-Al-Cr三元溶胶与磷酸盐助粘结剂添加比例为5:2时，该配方下涂层经热处理后的表面裂纹较少，热失质量最小，涂层与基体的附着力最大为165.4N/cm2，涂层与基体结合强度和热震性能也达到最优，涂层中生成了Fe4(PO4)3(OH)3、Al80Cr13.5Fe6.5、AlPO4等新相。说明复合型粘结剂避免了使用一种粘结剂在性能上的不足，结合两种粘结剂在不同温度范围内的优良结合性能，有利于涂层在固化过程中形成网络大分子结构，有效提高涂层的表面和界面结合性能。
　　最后，优化后的涂料配方通过在企业实际生产验证后表明，研制的新型环保型低压铸造涂料具有较好的表面强度和界面结合强度，铸件脱模性能好，表面光洁，内部质量致密，涂料使用寿命较长。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.3 低压铸造涂料的应用现状及发展趋势

1.4 课题研究主要目标和内容

2 试验条件及方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

3 涂料制备和喷涂工艺研究

3.1 溶胶-凝胶法制备溶胶

3.2 新型涂料的制备

3.3 耐火粉料添加量对涂料性能的影响

3.4 涂料喷涂工艺研究

3.4 本章小结

4 磷酸盐助粘结剂对涂料的影响

4.1 磷酸盐助粘结剂的制备

4.2 磷酸盐助粘结剂对涂料性能的影响

4.3 磷酸盐助粘结剂对涂层表面形貌的影响

4.4 磷酸盐助粘结剂对涂层界面形貌的影响

4.5 涂层性能测试

4.6 涂层的物相分析（XRD）

4.7 本章小结

5 涂料实际应用验证

5.1 试验材料及设备

5.2 实际试验过程

5.3 结果及分析

5.4 本章小节

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间的研究成果