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纖維狀硅灰石對(duì)消失模涂料性能的影響

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摘要：通過(guò)測(cè)試消失模涂料的工藝性能和工作性能，研究了纖維狀硅灰石對(duì)消失模涂料性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明纖維狀硅灰石能改善消失模涂料的懸浮性、觸變性和涂掛性等工藝性能以及提高涂料的烘干抗裂性、常溫與高溫抗彎強(qiáng)度和常溫與高溫透氣性等工作性能。

???消失模鑄造是一種**制造技術(shù)，作為關(guān)鍵技術(shù)之一的涂料技術(shù)是制約其發(fā)展及推廣的重要因素。耐火粉料是消失模涂料的主要組成部分，大約占50%以上，它直接影響著涂料的工藝性能和工作性能，它的物理化學(xué)性質(zhì)在很大程度上決定了涂料的使用效Guo，因此研究并進(jìn)而恰當(dāng)?shù)剡x取合適的耐火粉料是保證鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵。其中耐火粉料的顆粒形狀尤為重要，纖維狀顆粒屬于不等軸粒子，在涂料中起著特殊的作用。本文就纖維狀硅灰石對(duì)消失模涂料性能的影響做了初步研究。

1??試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法

1.1試驗(yàn)材料

????試驗(yàn)用消失模涂料的耐火粉料為莫來(lái)石一硅灰石的組合，其中硅灰石占耐火粉料的比例為O—30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.2涂料性能測(cè)試方法

1.2.1??涂料工藝性能測(cè)試方法懸浮率：采用柱塞量筒法測(cè)定。

????涂掛性：將實(shí)際使用的泡沫塑料模樣浸涂后，用肉眼觀察評(píng)價(jià)涂掛情況。

????烘干抗裂性：肉眼觀察烘干后涂片的開裂情況。?常溫抗彎強(qiáng)度：將涂片烘干后采用自制的測(cè)試裝置測(cè)試涂片的抗彎強(qiáng)度，兩支點(diǎn)間距為41mm.其原理如圖3所示。

1．托盤天平2．加載物3．支點(diǎn)4．刀口5．涂片試樣高溫抗彎強(qiáng)度：將涂片烘干后，置于高溫爐中于900?0GF加熱lOmin，取出冷卻后，用抗彎強(qiáng)度測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試。不難看出，此處實(shí)際上測(cè)試的是涂片經(jīng)高溫后的殘留抗彎強(qiáng)度，只在一定程度上反映涂料高溫強(qiáng)度的變化趨勢(shì)。

????常溫透氣性：采用STZ型透氣性測(cè)定儀測(cè)定涂料的常溫透氣率。先在測(cè)型砂透氣性用的標(biāo)準(zhǔn)試樣筒端面涂抹一薄層凡士林，將涂片貼在涂有凡士林的端面上，然后將試樣筒套在透氣性測(cè)定儀的試樣座上，**在涂片上壓上通孔壓蓋（如圖4所示）后即可測(cè)試。先讀出水柱高度，再?gòu)乃鶋毫屯笟饴实膿Q算表上查得透氣率涂料透氣率測(cè)試裝置。

????高溫透氣性：鑒于高溫透氣率的測(cè)試一方面比較困難，另一方面各種測(cè)試方法各有利弊，互相之間可比性較差，故本實(shí)驗(yàn)采取如下方法：先將烘干后的涂片試樣置于高溫爐中-于900℃下加熱lOmin，取出冷卻后再利用常溫透氣率的測(cè)試方法來(lái)測(cè)試其透氣率，以此來(lái)衡量涂料的相對(duì)高溫透氣性大小。此方法簡(jiǎn)單易行，有較好的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)重現(xiàn)性，彼此之間也有較好的可比性，在一些具體條件下能夠反映涂料高溫透氣性的變化趨勢(shì)。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析2.1涂料的工藝性能2.1.1涂料的懸浮率。

????隨硅灰石含量的增加，涂料懸浮率提高，懸浮性變好，從而在貯存過(guò)程中具有良好的防沉降能力。硅灰石特有的纖維狀形態(tài)使它在涂料懸浮液中易于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得粉料顆粒不易下沉。

2.1.2涂料的觸變指數(shù)

????隨硅灰石含量的增加，涂料觸變指數(shù)提高，觸變性變好。這可以理解為由于硅灰石的微觀顆粒為不等軸的纖維狀，在水懸浮體系中通常傾向于形成交錯(cuò)排列的網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)。而這種結(jié)構(gòu)在受到諸如剪切力等外力作用時(shí)，可能被打散而形成新的結(jié)構(gòu)，如平行排列等。當(dāng)外力撤除后，顆粒重新交錯(cuò)排列，恢復(fù)成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)。體現(xiàn)出針形和盤形的粒子比球形粒子產(chǎn)生較明Xian的觸變效Guo的特征。

2.1.3涂掛性

????通過(guò)觀察實(shí)際使用的EPS模樣浸涂后的涂掛情況可以看出，隨硅灰石含量的增加，滴淌量減少，EPS模上的涂層厚度增加。當(dāng)硅灰石含量低于5%時(shí)，滴淌嚴(yán)重，涂層很??；當(dāng)含量在10%一20%時(shí)，

涂層平整、光潔、無(wú)堆積；而當(dāng)含量高于25%時(shí)，基本上不滴淌，而涂層很厚。纖維狀的硅灰石顆粒較球狀顆粒有較大的比表面，表面能較高，在涂料體系中易于形成某種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得較多載液包于其中，自由流動(dòng)液體減少，涂料變稠。

2.2涂料的工作性能

2.2.1烘干抗裂性

????彎強(qiáng)度均隨涂料中硅灰石含量增加而提高，且高溫抗彎強(qiáng)度低于常溫抗彎強(qiáng)度。同時(shí)，測(cè)常溫抗彎強(qiáng)度時(shí)，觀察涂片斷裂時(shí)的撓度（或天平指針?biāo)鶖[的角度）可作為涂片的韌性指標(biāo)；隨硅灰石含量的增加，涂片的韌性亦有所提高，當(dāng)含量達(dá)到25%以上時(shí)，撓度可達(dá)5mm。

????硅灰石的加入使得涂片強(qiáng)度提高，是因?yàn)槔w維狀硅灰石穿插于涂層的基體之上，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于起到加強(qiáng)筋的作用。而高溫抗彎強(qiáng)度低于常溫抗彎強(qiáng)度則與高溫狀態(tài)下有Ji粘結(jié)劑燒失而耐火粉料尚未燒結(jié)有關(guān)。

2.2.3常溫及高溫透氣性

????隨硅灰石含量的增加，涂料的常溫透氣性和高溫透氣性均提高，且高溫透氣性高于常溫透氣性。因?yàn)楫?dāng)硅灰石含量超過(guò)10%時(shí)，此時(shí)它在骨料中的比例較大，大量的纖維狀硅灰石容易在涂層中形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而形成更多的微觀空隙連通區(qū)，使透氣性提高。而高溫透氣性高于常溫透氣性則與高溫狀態(tài)下有Ji粘結(jié)劑的燒失有關(guān)。這里值得指出的是，當(dāng)硅灰石含量低于10%時(shí)，烘干后的涂片有裂紋，硅灰石含量高，也即涂層對(duì)液態(tài)EPS的吸收能力增強(qiáng)。

3??結(jié)論

????(1)所用涂片的制作方法有較好的穩(wěn)定性，從而為后續(xù)的測(cè)量工作提供了保證。

????(2)纖維狀硅灰石顆粒屬于不等軸粒子，它能提高消失模涂料的懸浮性、觸變性及涂掛性等工藝性能，從而改善涂料的Cao作性能。

????(3)當(dāng)涂料（莫來(lái)石一硅灰石系列）中硅灰石含量低于10%時(shí)，涂料的烘干抗裂性較差；當(dāng)硅灰石含量超過(guò)10%時(shí)，隨其含量的增加，涂料的抗彎強(qiáng)度和透氣性提高。