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消失模铸钢涂料耐火骨料烧结机理的研究

王丰  
【摘要】:涂料作为消失模铸造的关键技术之一,对消失模铸造工艺的成功与否起着至关重要的作用。石英粉作为消失模铸钢涂料单一耐火骨料具有熔点高、来源广、价格便宜等优势,但是涂料的烧结性差,易出现铸造粘粉缺陷,剥离性差,铸件表面质量低,铸件后期清砂困难。通过加入烧结助剂或其他耐火骨料来改善石英粉作为单一耐火骨料的烧结性,并研究其烧结机理,为消失模铸钢涂料的配制作以理论指导。 本文采用加入铝矾土与石英粉形成复合耐火骨料、钙长石和除尘灰作为烧结助剂来改善石英粉骨料的烧结性。 首先,按照试验所需的比例配制耐火骨料,在不同温度下进行烧结,研究铝矾土、钙长石、除尘灰的添加量对石英粉骨料烧结性的影响,并最终确定最合理的配比。 其次,将最合理配比的骨料在1400℃和1500℃下进行保温烧结,研究其烧结机理,并对烧结试样的微观组织进行扫描电镜(SEM)分析,得出以下结论: 1.石英粉含量为40%、铝矾土含量为60%时,其复合耐火骨料烧结良好、满足耐火度的要求,符合消失模铸钢涂料耐火骨料的要求; 2.钙长石作为烧结助剂,其含量为30%时,耐火骨料的烧结为最佳,满足消失模铸钢涂料的要求; 3.除尘灰作为烧结助剂,其含量为4%时,耐火骨料烧结良好,满足消失模铸钢涂料耐火骨料的要求; 4.其他耐火骨料和烧结助剂的加入,促进了石英粉的液相烧结,而对固相烧结基本没有影响; 5.对于固相烧结,延长烧结时间不能达到烧结效果;对于液相烧结,延长烧结时间可以进一步加深烧结; 6.烧结过程中,液相烧结对整个烧结过程的贡献远大于固相烧结。 最后,将试验研究得出的最合理配比骨料再加入其他悬浮剂、粘结剂、添加剂等,在某铝厂进行了现场浇注试验,铸件表面涂层脱落良好,符合消失模铸钢涂料的要求。


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