铝、镁合金消失模铸造涂料的制备及其性能研究

摘要

消失模铸造是铝合金及镁合金铸造成型的一种重要方式，其中，铸造涂料对铸件质量起着至关重要的作用，特别是它能够很好地提高铸件表面光洁度和尺寸精度，降低铸件产生针孔、冷隔、粘砂、砂眼、积碳等缺陷出现的可能性。但是到目前为止，市场上还没有铝合金及镁合金专用的消失模铸造涂料，所以本文在于开发出综合性能优异的两种涂料。本文通过测试不同耐火骨料配比下的涂料性能，分别确定了适用于铝合金以及镁合金的耐火骨料，并且优化了涂料的耐火骨料配比;通过采用单因素实验，研究改变粘结剂以及悬浮剂的加入量后，涂料的性能变化，确定粘结剂和悬浮剂的较合适的加入量，特别有提到新型悬浮剂硅酸镁铝，还有钠基膨润土与羧甲基纤维素钠复配同钠基膨润土与黄原胶复配的效果对比;通过正交试验，极差分析以及涂料的各项性能指标，确定了涂料的最佳配比，并通过扫描电镜对涂层进行微观形貌分析。
　　实验研究表明:
　　(1)对于铝合金消失模铸造涂料，以硅藻土70％、莫来石30％的比例作为复合耐火骨料，悬浮剂钠基膨润土6％、CMC0.5％，粘结剂PVA1.5％、水玻璃6％，适量的添加剂和水，形成最佳配方。其综合性能达到消失模铸造涂料的要求。
　　(2)新型悬浮剂硅酸镁铝的加入量对铝合金铸造涂料的流变性、悬浮性有很大的影响。当硅酸镁铝的加入量为0.5％-3％时，涂料的屈服值随着硅酸镁铝加入量的增大而逐渐增大，触变指数c在硅酸镁铝的加入量为1％-3％时也逐渐增大，涂料的流变性能得到提高。再者涂料的悬浮性与屈服值之间存在正相关的联系。最终确定了硅酸镁铝较佳的加入量为2％-3％，涂料表现出优异的悬浮性和流变性，悬浮性≥96％，触变指数c≥1.343。
　　(3)对于镁合金消失模铸造涂料，以轻质氧化镁70％、滑石粉30％的比例作为复合耐火骨料，悬浮剂钠基膨润土2％、黄原胶0.3％，粘结剂PVM0.05％、水玻璃8％，硼酸锌4％，适量的添加剂和水，形成最佳配方。其综合性能达到消失模铸造涂料的要求。
　　(4)在相同加入量下的CMC与黄原胶，当二者的加入量均在0.3％-0.7％范围时，加入黄原胶的涂料悬浮性、抗压强度以及流变性能优于加入CMC的涂料，流杯粘度也明显高于加入CMC的涂料，但当二者的加入量均为0.1％时，加入黄原胶的涂料的综合性能要逊于加入CMC的涂料。

目录

声明

摘要

1．1．1 消失模铸造工艺及特点

1．1．2 消失模铸造目前存在的问题

1．2 国内外消失模铸造技术发展现状

1．2．1 国外消失模铸造技术发展现状

1．2．2 国内消失模铸造技术发展现状

1．3 消失模铸造涂料概述

1．3．1 消失模铸造涂料的组成

1．3．2 消失模铸造涂料的作用及其性能要求

1．4 消失模铸造涂料的研究现状及发展趋势

1．4．1 消失模铸造涂料的研究现状

1．4．2 消失模铸造涂料的发展趋势

1．5 本课题研究的目的、意义及内容

1．5．1 本课题研究的目的和意义

1．5．2 本课题研究的内容

2．1．1 耐火骨料的选取

2．1．2 悬浮剂的选取

2．1．3 粘结剂的选取

2．1．4 其他添加剂

2．2 涂料的制备工艺与陈化处理

2．2．1 原材料的预处理

2．2．2 涂料的制备工艺

2．2．3 涂料的陈化处理

2．3 涂料的性能测试方法

2．3．1 悬浮性

2．3．2 抗压强度

2．3．3 透气性

2．3．4 流平性

2．3．5 流杯粘度

2．3．6 涂挂性

2．3．7 流变性

2．3．8 烘干抗裂性

2．3．9 涂层形貌表征

2．4 实验技术路线

3 铝合金消失模铸造涂料的配方设计及优化

3．1 复合耐火骨料配比的确定

3．2 悬浮剂对涂料性能的影响

3．2．1 钠基膨润土对涂料性能的影响分析

3．2．2 CMC对涂料性能的影响分析

3．2．3 硅酸镁铝对涂料性能影响的探索

3．3 粘结剂对涂料性能的影响

3．3．1 PVA对涂料性能的影响分析

3．3．2 水玻璃对涂料性能的影响分析

3．4 正交试验

3．4．1 正交试验方案

3．4．2 极差分析

3．5 最佳涂料配方的确定

3．6 本章小结

4 镁合金消失模铸造涂料的配方设计及优化

4．1 复合耐火骨料配比的确定

4．2 悬浮剂对涂料性能的影响

4．2．1 钠基膨润土对涂料性能的影响分析

4．2．2 CMC与黄原胶对涂料性能的影响分析

4．3 粘结剂对涂料性能的影响

4．3．1 水玻璃对涂料性能的影响分析

4．3．2 PAM对涂料性能的影响分析

4．4 最佳涂料配方的确定

4．5 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢