铸造铝合金用激冷与绝热涂料的研究

摘要

本文根据大型铝合金铸造特点，研究了适用于铝合金薄壁铸件的绝热型涂料与适用于厚壁铸件的激冷型涂料。利用涂料透气性、发气性、流变特性等涂料性能检测装置与检测方法，进行涂料的性能测试，涂料的导热系数通过浇注实验测得。
　　本文研制的绝热涂料中，随云母含量的增加，涂料的的悬浮性、触变性、透气性、烘干抗裂性均变好。当云母含量为30％时，涂料悬浮率可达97%，云母含量低于10%时，涂料的烘干抗裂性较差；当云母含量超过10%时，涂层完好。随锂基膨润土加入量的增加，涂料透气性先升高后降低，当含量为4%时透气性最好。但随锂基膨润土加入量的增加，高温抗裂性变差。优化的绝热涂料配方为粉料(氧化锌40%化云母30%母硅藻土30%)，环氧树脂占粉料4%料锂基膨润土占粉料4%，酒精占粉料100%，助剂适量。该涂料具有良好的粘结强度(8.7kPa)和悬浮性(96%)，其导热系数为0.1903kcal/m.h℃，优于QJ-01型涂料。
　　本文研制的激冷涂料中，石墨粉可以提高涂料的导热性，当石墨粉含量为80%时，涂料导热系数可达0.83kcal/m.h℃。碳纤维粉的加入可以进一步提高涂料的导热率。当加入3%的碳纤维粉时，涂料的导热系数可达0.83kcal/m.h℃。环氧树脂对涂料的触变性影响很大，当环氧树脂含量的3%、4%时涂料的触变性较好。优化的激冷涂料配方为粉料(氧化锌47%，石墨粉50%，碳纤维粉3%，环氧树脂占粉料3%，锂基膨润土占粉料4%，乙醇占粉料110%，助剂适量。该涂料具有较好的透气性(22.5%)与合适的粘度(14～15s)，其导热系数为0.86kcal/m.h℃，高于BN-C815型涂料的导热系数。该涂料为带有屈服值的假塑性流体。

目录

铸造铝合金用激冷与绝热涂料的研究

STUDY ON THE INSULATING AND SUPPERCOOLINGCOATING OF CASTING ALUMINUM ALLOY

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 铸造涂料概论

1.2.1 铸造涂料组成

1.2.2 铸造涂料分类

1.2.3 铸造涂料作用及性能要求

1.2.4 铸造涂料在国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文主要研究内容

第2章 实验材料及涂料制备性能测试方法

2.1 实验用原材料、仪器和设备

2.1.1 实验用原材料

2.1.2 实验用试剂

2.1.3 实验用仪器设备

2.2 涂料的制备

2.2.1 锂基膨润土凝胶的制备

2.2.2 硅藻土的预加工处理

2.2.3 涂料的制备方法

2.3 涂料性能的测试方法

2.3.1 涂料密度的测定

2.3.2 涂料悬浮性的测定

2.3.3 涂料透气性的测定

2.3.4 涂料发气性的测定

2.3.5 涂料粘度的测定

2.3.6 涂料粘结强度的测定

2.3.7 涂料流变特性（触变性）的测定

2.3.8 涂料抗裂性的测定

2.3.9 涂料耐冲击强度的测定

2.4 涂料绝热性能的测试方法

第3章 绝热涂料的研制

3.1 引言

3.2 绝热涂料配方的确定

3.2.1 乙醇含量的确定

3.2.2 云母对涂料性能影响的研究

3.2.3 硅藻土对涂料性能影响的研究

3.2.4 锂基膨润土对涂料性能影响的研究

3.3 涂料绝热性的测试及测试结果

3.3.1 浇注法测涂料导热系数

3.3.2 浇注实验

3.4 优化绝热涂料配方

3.5 本章小结

第4章 激冷涂料的研制

4.1 引言

4.2 激冷涂料配方的确定

4.2.1 乙醇含量的确定

4.2.2 两种耐火材料加入比例对涂料性能的影响

4.2.3 碳纤维粉对涂料性能的影响

4.2.4 环氧树脂对涂料性能的影响

4.3 涂料混制工艺的优化

4.3.1 研磨时间对涂料性能的影响

4.3.2 研磨间隙对涂料性能的影响

4.4 优化激冷涂料配方

4.5 激冷涂料对二次枝晶间距的影响

4.5.1 实验方法

4.5.2 实验结果及分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢