大型鋼錠模涂料實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)航空航天、船舶、電力、石化對(duì)大型鑄鍛件需求強(qiáng)烈，加強(qiáng)對(duì)大型鑄鍛件相關(guān)技術(shù)的開發(fā)研究，探索技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的工藝方法，具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。大型鑄鍛件質(zhì)量的好壞與鋼錠的質(zhì)量密切相關(guān)。鋼錠模涂料在鋼液澆注過程中，作為鋼液和模壁的中間層，起著調(diào)控傳熱的作用，不僅僅可以減少鋼液對(duì)鋼錠模模壁的熱沖擊，從而改善鋼錠凝固質(zhì)量和提高鋼錠模使用壽命，還有利于鋼錠脫模，減少結(jié)疤等缺陷，增加鋼錠的成材率。
　　 本文以大型鋼錠模涂料為研

2、究對(duì)象，對(duì)不同組成條件下的涂料基本配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過考察涂料的熔點(diǎn)、懸浮性、涂層厚度、涂層低溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度等性能，并借助差熱分析和物相分析，得到綜合性能較好的涂料配方，在此基礎(chǔ)上對(duì)涂料進(jìn)行正交優(yōu)化，得到涂料的最佳比例，并進(jìn)行成本的估算。通過實(shí)驗(yàn)室澆注實(shí)驗(yàn)觀察涂料的應(yīng)用效果，并對(duì)大型鋼錠的熱環(huán)境進(jìn)行了模擬，弄清楚涂料在此環(huán)境下的變化情況。主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 （1）按骨料和粘接劑的結(jié)合方式把涂料分成水玻璃結(jié)合石英質(zhì)涂

3、料、水玻璃結(jié)合鋁硅質(zhì)涂料、硅溶膠結(jié)合鋁硅質(zhì)涂料、硅溶膠結(jié)合鎂質(zhì)涂料、水玻璃結(jié)合鎂質(zhì)涂料、磷酸鹽結(jié)合鋁硅質(zhì)涂料六個(gè)涂料組成配方，通過考察六種涂料熔點(diǎn)、懸浮性、涂層厚度、涂層低溫烘烤后的表面質(zhì)量和高溫烘烤后的表面質(zhì)量，并借助熱分析和物相分析實(shí)驗(yàn)，獲得綜合性能較好的涂料配方。研究表明：磷酸鹽結(jié)合鎂鋁質(zhì)涂料熔點(diǎn)達(dá)到1450℃以上，料漿比為2：1（涂料非水組成與外加水之比）時(shí)，涂料的粘度約20泊，涂料的懸浮性達(dá)到97％，涂層厚度在0.4mm左右，

4、涂層經(jīng)過低溫和高溫烘烤后表面平整、無掉粉，抗開裂性為1級(jí)；雙無機(jī)粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料1450℃以上，料漿比為2：1（涂料非水組成與外加水之比）時(shí)，涂料的粘度約20泊，涂料的懸浮性達(dá)到85％，涂層厚度在0.4mm左右，涂層經(jīng)過低溫和高溫烘烤后表面平整、無掉粉，抗開裂性為1級(jí)。
　　 （2）以磷酸鹽結(jié)合鎂鋁質(zhì)涂和雙無機(jī)粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，把涂料組成按五因素四水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化配方，得到涂料的最佳組成，并對(duì)涂料成本進(jìn)行估算。

5、研究結(jié)果表明：磷酸鹽結(jié)合鎂硅質(zhì)涂料組成配比為鋁礬土：鎂砂粉=1：6,CMC、六偏磷酸鈉、硅微粉占10-30％；雙無機(jī)粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料組成配比為鎂砂粉：硅微粉=10：1，CMC、六偏磷酸鈉、硅溶膠占10-25％具有較好的涂層抗開裂性、低溫強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度等性能；通過涂料成本的估算，磷酸鹽結(jié)合鎂硅質(zhì)涂料約850元/噸，雙無機(jī)結(jié)合鎂質(zhì)涂料約730元/噸。
　　 （3）將優(yōu)化后的磷酸鹽結(jié)合鎂硅質(zhì)涂料和雙無機(jī)粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室

6、澆注實(shí)驗(yàn)，在料漿比為2：1的條件下，考察了不同涂層厚度條件下涂料的應(yīng)用效果，還考察了鋼錠冷、熱態(tài)脫模時(shí)的應(yīng)用效果。并對(duì)大型鋼錠澆注的熱環(huán)境進(jìn)行模擬，考察涂料高溫強(qiáng)度的變化情況。研究結(jié)果表明：涂層厚度在0.3mm時(shí)，涂層表面質(zhì)量較好，經(jīng)過風(fēng)干和烘烤，抗裂性為1級(jí)，涂層厚度在1mm時(shí)，涂層風(fēng)干后，抗裂性為3級(jí)，經(jīng)烘干后，抗裂性為4級(jí)，相比之下，涂層厚度為0.3mm時(shí)涂層的抗裂性更強(qiáng)；冷態(tài)和熱態(tài)條件下鋼錠均容易脫模，熱態(tài)脫模時(shí)，鋼錠表面附著涂