流涂涂料及質(zhì)量控制 蘇州興業(yè)材料科技股份有限公司 宋會(huì)宗一、 前言流涂是鑄造涂料高效施涂的一種，其原理是利用涂料泵使涂料以一定壓力和流量通過特制的流涂槍將涂料噴澆到砂型或砂芯的表面，使涂層迅速、均勻地覆蓋整個(gè)砂型或砂芯表面，多余的涂料通過回收槽返回到涂料罐，可實(shí)現(xiàn)涂料的循環(huán)使用。目前流涂已廣泛應(yīng)用于各種鑄件的生產(chǎn)。流涂與刷涂和噴涂相比,人為影響小,涂層質(zhì)量的一致性好，立面和水平面涂層厚度均勻，無刷痕，施涂效率高，操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化施涂，也可適用于單件小批的手工操作。對(duì)于具有很深或復(fù)雜型腔的鑄型或砂芯很容易涂敷，這是刷涂和噴涂等傳統(tǒng)施涂方法無法比擬的。另外，流涂涂料可循環(huán)使用，涂料浪費(fèi)少,經(jīng)濟(jì)性好。但是目前很多鑄造廠由于對(duì)流涂缺乏較為系統(tǒng)地了解，實(shí)際流涂的效果卻不盡人意。本文將分幾個(gè)方面對(duì)流涂涂料、流涂設(shè)備及應(yīng)用質(zhì)量控制方面做一系統(tǒng)地介紹。一、 流涂質(zhì)量控制要點(diǎn)要想達(dá)到理想的流涂效果，需注意以下幾個(gè)質(zhì)量控制要點(diǎn)： 高質(zhì)量的鑄型（芯） 流涂專用涂料 砂型（芯）的準(zhǔn)備（吹散砂，修補(bǔ)，預(yù)處理等） 正確的流涂工藝參數(shù)及控制：波美度、密度、粘度、涂層厚度 專業(yè)的流涂機(jī) 正確的流涂操作刷涂可以多次涂刷，能將粗糙不平的砂型表面填平。但流涂是一次性施涂，涂層也較薄，很難填平粗糙的砂型表面，因此對(duì)鑄型表面質(zhì)量要求很高。平整、光滑、完美的砂型芯要靠高質(zhì)量的模具來保證。流涂對(duì)涂料的流變性能有特殊地要求，因此要使用流涂專用的涂料。一般的涂料很難通過簡單調(diào)整波美度來達(dá)到良好的流涂效果。砂型（芯）的準(zhǔn)備也很重要。砂型表面的劃痕、缺肉、粗糙、疏松等部位要先用涂料或修補(bǔ)膏進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行流涂。對(duì)于容易粘砂的部位還可以先刷涂預(yù)處理涂料。預(yù)處理涂料粉料為超細(xì)粉，滲透深度是普通涂料的數(shù)倍，因此可以堵塞型芯表面砂?？紫叮庸躺靶托?，使之具有更高的抗金屬液沖刷及滲透能力。流涂機(jī)要具備傾斜、翻轉(zhuǎn)等基本功能，使涂料有足夠的流量、壓力要平穩(wěn)，涂料攪拌均勻。操作者還要掌握幾個(gè)主要的操作要點(diǎn)及技巧。二、 流涂涂料的性能特點(diǎn)流涂與刷涂、浸涂等涂料施涂方法最大的不同是涂料在整個(gè)流涂過程中涂料始終要保持良好的流動(dòng)性和流平性以形成均勻光滑的涂層。圖1 是幾種涂料的典型流變特性。流涂涂料的流變性能非常獨(dú)特，是具有低屈服值、低觸變性的假塑性流體。流涂 刷涂 浸涂 圖1 幾種涂料的流變特性除此之外，流涂涂料還應(yīng)具備其他幾項(xiàng)性能。流涂涂料的主要性能特點(diǎn)總結(jié)如下：l 流平性好（自動(dòng)消除流痕） l 消光時(shí)間長（流動(dòng)時(shí)間長） l 滲透性較低 l 懸浮性好（低波美度時(shí)懸浮性好） l 耐火度高、抗粘砂性強(qiáng) l 良好的潤濕鋪展性能、覆蓋能力強(qiáng)三、 流涂機(jī)流涂機(jī)是流涂的核心設(shè)備，一般由涂料攪拌器、涂料泵、流涂槍、回收槽、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成。涂料攪拌器可保證涂料在流涂及循環(huán)過程中保持成分均勻一致，防止沉淀。涂料泵是涂料循環(huán)的主要部件，用于將涂料壓入管路及流涂槍，并以一定壓力和流量澆淋到砂型芯的表面，形成均勻的涂層。涂料泵一般為氣動(dòng)隔膜泵或雜質(zhì)泵。為使隔膜泵壓力平穩(wěn)，可以在隔膜泵的出口附近加一穩(wěn)壓器，或者加一涂料高位槽，涂料通過泵打到高位槽中，涂料再通過重力壓到流涂槍。 另外，涂料泵還可以用壓力罐來代替。壓力罐壓力及流量比較平穩(wěn)，但缺點(diǎn)是不能連續(xù)流涂，流涂一定時(shí)間后要打開閥門讓涂料回流到壓力罐。流涂槍一般采用一定長度及直徑的金屬管。為了保證涂料的壓力和流量合適，可以通過加裝變徑使槍頭直徑略大，在保證足夠的流量前提下又可防止壓力過大而引起噴濺。回收槽結(jié)構(gòu)簡單，需要注意的是回收槽要設(shè)有合適的過濾網(wǎng)，防止砂塊、散砂、涂料皮進(jìn)入涂料。為了保證良好的流涂效果，砂型芯的翻轉(zhuǎn)是必不可少的。因此，專業(yè)流涂機(jī)應(yīng)帶有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（機(jī)械手），用于夾持砂型芯，使砂型芯流涂完后便于翻轉(zhuǎn)，讓多余的涂料流出。簡單的流涂機(jī)可以不帶翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，砂型通過行車吊具也可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。目前國外有帶有自動(dòng)控制系統(tǒng)的流涂機(jī)。該流涂機(jī)可將涂料的密度及粘度自動(dòng)控制在設(shè)定的數(shù)值范圍內(nèi)。圖2 是幾種典型的流涂機(jī)。 a. 小型流涂機(jī) b. 帶有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的大型流涂機(jī) c. 帶有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的7m長鐵路道叉流涂機(jī) d. 氣壓式小型流涂機(jī) e. 帶有自動(dòng)控制系統(tǒng)的流涂機(jī) 圖2. 幾種典型的流涂機(jī)四、 流涂工藝及流涂操作要點(diǎn)1. 流涂涂料的準(zhǔn)備為了達(dá)到最佳的流涂效果，除要選用流涂專用涂料外，涂料的稀釋攪拌也很重要。建議配備涂料攪拌機(jī)。先將原始涂料在攪拌機(jī)中稀釋到合適的波美度或粘度，再注入到流涂機(jī)內(nèi)。這樣比直接加到流涂機(jī)中涂料更加均勻。另外，要注意稀釋劑的質(zhì)量。例如水的硬度、細(xì)菌含量會(huì)影響到涂料的流涂效果。一般自來水可滿足要求。但井水、河水等往往硬度過高，細(xì)菌含量也高，需要進(jìn)行處理后才能用于涂料的稀釋。醇基涂料用酒精或甲醇稀釋。但目前市售工業(yè)酒精或甲醇的質(zhì)量參差不齊、魚龍混雜?？梢酝ㄟ^檢驗(yàn)酒精度、沸程、與水混溶性及氣味等甄別出劣質(zhì)雜醇。 +酒精度？沸程：？混濁 牛奶 味道？2. 砂型的準(zhǔn)備：先要對(duì)造型缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。疏松部位、劃痕、缺損等可用專用的鑄型修補(bǔ)膏進(jìn)行修補(bǔ)，局部易粘砂部位可用刷涂預(yù)處理涂料，使砂型表面更加致密、堅(jiān)固。 砂型在流涂前必須先翻轉(zhuǎn)砂箱并吹掉散砂，防止砂箱四周的松散砂塊或散砂等掉落到涂料中。3. 流涂工藝參數(shù)控制 流涂通常將波美度作為控制指標(biāo)。波美度測(cè)定簡單實(shí)用，比較適合于現(xiàn)場測(cè)定，其控制精度可滿足一般生產(chǎn)要求。不同涂料其合適的流涂波美度不同。一般醇基石墨涂料的流涂波美度為2030Be，醇基淺色涂料流涂波美度稍高約3545Be。醇基鋯英粉流涂涂料波美度一般為7080Be。密度或流杯粘度也可以作為流涂的控制指標(biāo)?？刂凭壬愿哂诓蓝?，檢測(cè)也不復(fù)雜。另外，涂層厚度也是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)?？刂仆苛系牟蓝?、密度或粘度實(shí)際上是控制涂層厚度的間接辦法。涂層濕態(tài)厚度一般控制在0.150.35mm。濕態(tài)厚度一般采用圖3所示的厚度規(guī)來測(cè)定。圖3 濕態(tài)厚度測(cè)定4. 流涂操作要點(diǎn)： 涂料低壓大流量：防止噴濺、易流平、效率高 上下左右順序流：從上到下，從左到右，順序流涂 砂型傾角負(fù)斜度：約-30度，防止底部涂料淤積造成涂層過厚 局部滴痕早處理：處理滴痕在可操作時(shí)間內(nèi)完成，見圖4 流涂時(shí)間要控制：總體流涂時(shí)間越短越好 流完之后要翻箱：傾出多余的涂料，防止流掛 圖4 涂料的可操作時(shí)間五、 流涂實(shí)例流涂實(shí)例見圖5鑄件名稱：高鐵軸箱鑄件材質(zhì)：低溫球鐵鑄型種類：呋喃樹脂自硬砂涂料種類：醇基淺色防硫涂料施涂方法：流涂涂料稀釋：高速分散機(jī)波