廖海滨，牟相山，徐文渊
（山东石横特钢集团有限公司，山东 泰安 271612）
（山东石横特钢集团有限公司，山东 泰安 271612）
摘 要：为了优化自制水基石墨涂料的质量与成本，对涂料的骨料粒度、粘土加入量、溶剂加入量以及混制时间等进行了调整优化，另外还对涂料的施涂方法与用量控制进行了细化，取得了良好的效果。
关键词：水基石墨涂料；刷涂；施涂厚度
中图分类号：TG22 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2005）03-0070-01
关键词：水基石墨涂料；刷涂；施涂厚度
中图分类号：TG22 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2005）03-0070-01
铸造涂料用于涂覆铸型或芯子表面，是提高铸件表面质量的重要手段。考虑到商品涂料的价格偏高，山东石横特钢集团有限公司（简称石横特钢）生产铁件目前采用自制水基石墨涂料。由于对铸件表面质量要求越来越高，加上涂料自身的特殊性，因此如何进一步优化自制涂料工艺，规范其使用，降低涂料消耗，对铸件质量与成本都有重要意义。
1 优质涂料应具有的性能
涂料通常由耐火粉料、载体液体、粘结剂和稳定悬浮剂及其他添加剂等组成。优质涂料应具有以下性能：好的悬浮性及再搅匀性；一定的触变性；好的覆盖能力，对砂芯（型）施涂时，涂料能以一定厚度遮盖砂芯（型）表面的性能；适当的渗透性；良好的粘结强度和耐激热性；好的抗粘砂性；低的发气性；好的贮存性；各种原材料资源丰富，成本低廉，并能满足劳动卫生方面的要求。
2 自制水基石墨涂料的配制
石墨的耐火性能极佳，而且不为液态金属所浸润，而水是良好的溶剂并有极性，用作涂料的载体时，较易控制涂料流变性。通常，水基涂料为触变性胶态分散体，具有良好的使用性能。基于以上原因，目前在铸铁和非铁合金铸件用涂料中，水基石墨涂料有不可替代的地位。
石横特钢对自制水基石墨涂料进行了改进优化。传统配方与优化后的工艺参数比较见表1。
石横特钢对自制水基石墨涂料进行了改进优化。传统配方与优化后的工艺参数比较见表1。
表1 传统配方与优化后配方的工艺参数比较
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项 目 |
传统配方 |
优化配方 | ||
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一般涂料 |
钢锭模用 |
一般涂料 |
钢锭模用 | |
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耐火骨料 |
鳞片石墨70％+土状石墨30％ |
鳞片石墨100％ |
-0.148mm鳞片石墨35％+土状石墨65％ |
-0.148mm与-0.074mm鳞片石墨各25％+土状石墨50％ |
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溶 剂 |
水 |
水 |
水定量 |
水定量 |
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粘结剂 |
粘土10% |
粘土10% |
粘土2% |
粘土2% |
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其 它 |
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混制时间不少于6h |
混制时间不少于6h |
（1）增加了对骨料粒度的控制。一般说来，骨料愈细，所需粘结剂愈多，涂料层也较易于开裂。要使涂料层中的骨料颗粒排列致密，最好能使较细的颗粒镶嵌于较粗的颗粒之间，因而粒度的分布宜分散而不宜集中。
（2）降低了粘土加入量。配方中选用天然钙基膨润土。膨润土最重要的功能是由于其离子的吸附作用而使胶态分散体（涂料）形成结构，从而使涂料具有触变性。加入1%的膨润土就可以使涂料产生结构，为避免涂层开裂，实践中将其用量控制在2%。
（3）增加了对混制时间的控制。为使涂料各组分高度分散，使膨润土均匀涂覆于骨料的表面，形成结构流体，考虑到骨料颗粒的不均一性与不规则性，增加了对混制时间的控制。
（4）增加了对溶剂加入量的控制。
由于石横特钢铸铁件采用干型铸造，涂料中水分对砂型质量没有影响，因此在实践中增加了水的加入量，并且进行了定量控制，因为低强度涂料渗入能使其对砂型表面的附着增强，涂料层不易剥落。
通过优化涂料配制工艺，涂料的质量得到了进一步提高，涂料开裂的现象基本消失；同时，涂料的材料成本也明显降低，铸件的涂料消耗也随之降低。
（2）降低了粘土加入量。配方中选用天然钙基膨润土。膨润土最重要的功能是由于其离子的吸附作用而使胶态分散体（涂料）形成结构，从而使涂料具有触变性。加入1%的膨润土就可以使涂料产生结构，为避免涂层开裂，实践中将其用量控制在2%。
（3）增加了对混制时间的控制。为使涂料各组分高度分散，使膨润土均匀涂覆于骨料的表面，形成结构流体，考虑到骨料颗粒的不均一性与不规则性，增加了对混制时间的控制。
（4）增加了对溶剂加入量的控制。
由于石横特钢铸铁件采用干型铸造，涂料中水分对砂型质量没有影响，因此在实践中增加了水的加入量，并且进行了定量控制，因为低强度涂料渗入能使其对砂型表面的附着增强，涂料层不易剥落。
通过优化涂料配制工艺，涂料的质量得到了进一步提高，涂料开裂的现象基本消失；同时，涂料的材料成本也明显降低，铸件的涂料消耗也随之降低。
3 涂料的施涂方法与用量控制
涂料的施涂采用刷涂法。在铸件面积一定的情况下，涂料的用量决定于涂料层的厚度和需涂敷的面积。涂料层的厚度应根据铸件的材质、壁厚、浇注温度、铁水流动性、铸型（芯子）的表面状况等因素确定。由于涂料层的湿态厚度与干态厚度区别较大，考虑到湿态厚度测量比较方便，因此对涂料层湿态厚度作了以下规定：薄壁铸件：0.15～0.20mm；中型铸件：0.30～0.60mm；厚壁铸件：0.50～0.75mm；特厚铸件：0.75～1.50mm；每次施涂厚度不得超过0.30mm。
经过对自制水基石墨涂料配制工艺的优化和施涂工艺的细化，涂料的质量得到了更加有效的控制，合格率达到100％，同时涂料消耗也降低了40％。
经过对自制水基石墨涂料配制工艺的优化和施涂工艺的细化，涂料的质量得到了更加有效的控制，合格率达到100％，同时涂料消耗也降低了40％。
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