镁铝尖晶石在水基消失模涂料中的应用.pdf

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镁铝尖晶石在水基消失模涂料中的应用
陈琪,施风华
(上海市机械制造工艺研究所有限公司,上海200072)
摘要:对比了镁铝尖晶石、镁砂粉和电熔镁砂的水化性和高温性能,分析了镁铝尖晶石粒度对
消失模涂籵透气性和涂刷性的影响,对水基凃料的存放性进行了试验。结果表明,具有良好抗
水化性和高温性能,且其粒度分布合理的镁铝尖晶石作为水基消失模凃料的耐火骨料,可满足
高锰钢铸件的工艺性能要求。
关键词:水基消失模涂料;镁铝尖晶石;水化性
中图分类号:TG221+
文献标识码:A文章编号:1673-3320(2013)03-0017-03
Application of Magnesia Alumina Spinel in Water-base Coating
for Expendable Pattern
Chen Qi, Shi Fenghua
(Shanghai Machine Building Technology Institute Co, Ltd, Shanghai 200072, China
Abstract: The hydrability and high-temperature behavior of magnesia alumina spinel, magnesia
and fused magnesia were contrasted. The effects of particle size for magnesia alumina spinel on the
permeability and brushability of the expendable pattern coating were analyzed, and the storage time
of water-base coating was tested. The results show that the magnesia alumina spinel with favorable
hydration resistance, high-temperature behavior and reasonable particle size distribution is chose as the
refractory of water-base coating for expendable pattern, which can meet the requirements of processing
properties for high manganese steel castings
Key words: water-base coating for expendable pattern; magnesia alumina spinel; hydrability
现代消失模铸造技术因其操作工序简易化、铸英粉涂料生产高锰钢铸件易产生化学粘砂。因
件毛坯精细化、大规模生产和型砂反复回收等独特此市售高锰钢用消失模水基涂料多选用中性耐
优点,引起了广大铸造工作者的极大兴趣以。消失火骨料,虽避免了涂料结硬现象,但其成本仍
模凃料作为该工艺的关键技术之一,其使用量在较高,且抗化学粘砂的能力也不尽如人意。为
不断增加,对涂料的性能也提出了越来越高的要此,本文选择了几种碱性耐火骨料配制涂料进
求。为满足环保需求,目前多采用以水作为载液行性能试验,进而寻找出适用于高锰钢铸件的
的水基涂料。水基消失模涂料除具有足够的耐火水基消失模涂料的耐火骨料。
度和涂层强度外,还必须具有良好的透气性和涂
刷性
1试验方法
生产高锰钢铸件时常采用镁砂粉涂料,1.1水化性
但由于镁砂粉的易水化性,不利于镁砂粉水
称取50g耐火骨料(200目)倒入530mm量
基涂料的存储和使用。锆英粉的耐火度高于筒中,再加入50mL水,用玻棒搅拌使其与水充
1600℃,但二氧化锆在高温下呈弱酸性,错分接触后,观察耐火骨料的结硬情况。
收稿日期:2012-08-27
作者简介:陈琪(1988-),女,助理工程师,主要从事铸造辅料的开发及应用
2013年第3期
17
Foundry Engineer ing
1.2高温性能
3试验结果和分析
将耐火骨料在制样器中制成7mm×8mm圆3.1水化性
柱体试样,通过CJY-I影像式烧结点试验仪观察
耐火骨料的水化性试验结果如表3所示。
其在高温状态下的情况。
表3耐火骨料的水化性试验结果
1.3透气性
时间d镁砂粉电熔镁砂镁铝尖晶石
将配制的涂料涂覆在自制筛网片上,放入
结硬
100℃烘箱中1h,制成试样备用。通过PED型电
子型砂透气性测定仪测试涂料透气性,根据仪器
结硬
显示的透气性数值确定耐火骨料粒度与透气性的
180
不结硬
关系。
由于水会和镁砂粉和电熔镁砂中的氧化镁
1.4涂刷性
(即方镁石)发生固相反应形成氢氧化镁(即水
将配制的涂料用水稀释到85°Be,刷涂在泡镁石)沉淀,该形成过程中水分子通过扩散作用
沫塑料板上,观察涂料的表面质量。
与方镁石结合,形成的水合物使粉料的体积膨
1.5存放性
胀?,最终由于方镁石的水化性而使粉料结硬。
将配制的涂料密封装瓶,观察存放6个月后涂
铝酸镁(化学式MgA12O4)代表着一大类
料的状况。
Me(I)Me(I)2O4型相似的化合物,在自然界中的
尖晶石是一种区域性的接触性矿物,它们大多以
2试验材料
同晶型固溶体的形怣存在,其中Me()和Me(I)是
2.1耐火骨料
可变的?。该矿物的特征是,在晶体结构不改变
镁铝尖晶石是具有尖晶石结构的耐火材料,或晶格没有任何变形的情况下,它是一种组分可
由刚玉、镁砂、高铝矾土在电弧炉中以2200℃高被替代的固溶体,在水中尖晶石组分中一种或两
温熔融合成。经过处理的镁铝尖晶石呈八面体等种都可以被这组矿物中的其他组分大量代替。电
轴晶型,具有抗水化性强、耐高温、热膨胀系数离的镁离子和铝离子都可被较小尺寸的其他离子
小、耐碱性渣侵蚀等特点。试验选用的几种水基代替而保持电化学平衡,所以镁铝尖晶石更适合
消失模涂料耐火骨料的性能见表1
于水基体系。
表1试验用耐火骨料性能
3.2高温性能
耐火骨料的高温性能试验结果如表4所示。
性能
镁砂粉电熔镁砂镁铝尖晶石
(Mgo)(Mgo)(Mga12o
由于烧结点试验仪只能升温至1650℃,试验中
Mgo
88
96.5
三种材料均未能显示出完全熔化,其熔点均大于
化学A2O3
0.2
1650℃,但镁铝尖晶石起始变形温度最高,高温
成分
Sio
物理状态较镁砂粉和电熔镁砂更稳定
Fe, O
0.6
0.7
0.3
表4耐火骨料高温性能试验结果
体积密度/(gcm
7
3.9
耐火骨料
起始变形温度/"C熔点/"C
莫氏硬度
≥9.0
镁砂粉
1605
1650
矿相
方镁石方镁石
尖晶石
电熔镁砂
1631
2.2涂料配比
镁铝尖晶石