铸造涂料的作用

铸造涂料的作用

       铸造涂料又称铸型涂料，是指型腔和型芯表面的涂覆材料（一般涂覆厚度为零点几毫米到数毫米），铸造涂料一般呈液态、稠体或粉状。

       铸造涂料的作用主要是：防止铸件粘模或粘砂，从而提高铸件表面质量，减少落砂和清理的劳动量。所谓粘模是指液态金属充型金属模型腔后与模具金属表面粘结。三车间生产的铸坯就使用松香酒精涂料涂覆金属模表面防粘模，而二车间生产的圆铸锭的半连续铸造工艺也使用松香酒精涂料涂覆结晶器托座用来防粘托座。粘砂分机械粘砂和化学粘砂两类。机械粘砂主要是液态金属渗入到铸型和型芯表面的孔隙中形成的粘砂。液态金属包覆部分砂粒，凝固以后形成金属陶瓷状的粘砂层，它与铸件牢固结合，使得铸件表面清理和机械加工变得困难。化学粘砂则是高温的液态金属与铸型和型芯表面的砂粒，周围气氛等发生物理化学反应生成的的一层烧结层。铸造涂料涂覆是防止粘砂 经济、有效的手段，这主要是因为：（1）涂料中含有多种耐火填料，具有导热性好，蓄热能力大，耐火度高及化学稳定性高等特点，可隔离铸砂与金属液，阻止了化学粘砂的发生；（2）涂料中的耐火涂料颗粒比铸砂颗粒细得多，涂覆后可封闭铸型（芯）表面的孔隙，阻挡了金属液渗入铸型表面层，防止机械粘砂；（3）大多数涂料中添加有石墨或其他碳素粉料，这类粉料在高温下析出足够的还原性气氛和光亮碳物质，提高粘砂层与铸件之间的剥离性，从而能够防铸件化学粘砂。

       降低铸件表面粗糙度。铸型和型芯存在很多孔隙，铸件越大，选用的砂粒越粗，砂粒间的孔隙越大。铸件浇注和凝固过程中在金属液的静压力和动压力下，金属液总是试图渗入这些孔隙而使铸件表面粗糙。涂料可以降低表面粗糙度的原因是耐火填料颗粒很细，涂层表面光滑。涂料中耐火填料越细，排列越致密，孔隙越小，金属液越不易渗入。此外涂料不与金属液润湿，金属液不易渗入涂料中极细小的孔隙中去。涂料还具有较高的热化学稳定性，不与金属液或金属氧化物发生化学变化，不会因化学浸蚀而造成铸件表面粗糙度增加。

       加固砂型表面，减少浇注时的冲砂现象。由于铸件形状过于复杂或型腔设计不合理，常使砂型局部表面或棱角处会出现砂型强度薄弱，浇注时易引起冲砂等现象，造成铸件出现夹砂、砂眼等缺陷而报废。砂型表面浇覆涂料后，涂料渗入铸型（芯）表面，充填了砂粒之间的孔隙，且涂料本身强度较高，加强了砂粒间的粘接力和涂层的致密性，可明显提高铸型（芯）的表面强度。

       保护金属型并控制铸件的凝固过程。在金属型铸造、离心铸、挤压铸造和压力铸造中，涂料的作用极其重要。通过添加不同热导率、密度可热容量的耐火基料以及在特定温度范围内发生物理化学变化而产生足够大的焓变的物质，来获得绝热型涂料、导热型涂料、润滑型涂料和化学冷铁等，其共同首要作用是缓冲金属液对金属型的热冲击，避免金属液与型腔表面的直接接触，起到保护型腔工作表面，延长使用寿命的作用。同时在金属型铸造中，由于整个传热过程的控制环节在涂料层，因此改变涂料的材料和涂料厚度，可在很大范围内调节铸件的冷却速度，控制铸件各部分的凝固速度，从而在铸件内造成有利于冒口补缩的顺序凝固过程。如三车间金属模铸坯中在金属模工作表面涂覆一层一定厚度的涂料可起缓冷作用，一定程度上可减少铸件因铸造应力产生的裂纹。

       强化金属―涂料―铸型（芯）间的相互作用，改善铸件表面性能和内部质量。将金属粉末或其他变质剂加入非金属耐火粉末中配制涂料，在铸型（芯）工作表面形成涂层，浇入金属液后，涂料中的金属粉末或变质剂向金属中扩散，使铸件表面合金化和晶粒细化，改善了铸件的冶金质量。

       此外，涂料的作用还有屏蔽作用，可防止氮、硫、碳等各种气体侵入铸件；起合金化作用，提高铸件的表面性能，如耐磨、耐蚀等。