В условиях непрерывного развития промышленных технологий и производственных процессов, а также усиления конкуренции на мировом рынке, особенно после вступления в ВТО, машиностроительная отрасль и инженерные круги предъявляют все более высокие требования к качеству литья, особенно к качеству поверхности отливок.Литейное покрытиеПод покрытием понимается покрытие, наносимое на поверхность литейной полости или стержня для улучшения огнеупорности поверхности, химической стабильности, устойчивости к истиранию металла, устойчивости к прилипанию песка и других свойств. Литейное покрытие тесно связано с качеством поверхности отливок. Синдха рассмотрит влияние литейного покрытия на качество поверхности отливок с точки зрения его роли и эффективности.
I. Роль покрытий
1. Снижение механической и химической адгезии песка к литым поверхностям.
Формы и стержни имеют множество пор. В процессе литья и затвердевания расплавленный металл под статическим и динамическим давлением проникает в поры, образуя трудноочищаемую оболочку из металлического песка, прилипающую к поверхности отливки, что называется механической адгезией песка. Нанесение литейного покрытия может герметизировать поры между частицами песка на поверхности формы и стержня, блокировать каналы проникновения расплавленного металла и уменьшать механическую адгезию песка к отливкам. При температуре литья или ниже на поверхности расплавленной стали непрерывно образуется пленка оксида металла, которая может вступать в химическую реакцию с кварцевым песком, что приводит к химической адгезии песка к поверхности отливки. Использование литейного покрытия может изолировать расплавленный металл от поверхности формы или стержня, подавлять химическую реакцию между ними и уменьшать или устранять химическую адгезию песка к поверхности отливки.
2. Снижение количества песчаных включений и вымывания песка с поверхностей отливок.
В процессе литья высокотемпературный расплавленный металл оказывает сильное тепловое излучение на поверхность формы и стержня. Тепловое давление и прочность на растяжение во влажном состоянии, создаваемые нагретыми формой и стержнем, приводят к образованию песчаных включений в отливках. Литейное покрытие может замедлить лучистый нагрев формы или стержня, тем самым уменьшая или устраняя дефекты, связанные с песчаными включениями. Покрытия с определенной адгезионной способностью также могут проникать между частицами песка на поверхностном слое формы и стержня, тем самым повышая прочность поверхности и устойчивость к истиранию формы или стержня, а также уменьшая дефекты, связанные с вымыванием песка из отливок.
3. Улучшение поверхностных и внутренних характеристик отливок.
Добавление в покрытие теплоизоляционных и охлаждающих материалов позволяет улучшить распределение температуры в полости формы и контролировать процесс затвердевания и кристаллизации сплава, тем самым уменьшая образование холодных и горячих трещин на поверхности отливки. Добавление в покрытие определенных затравочных или легирующих элементов также позволяет добиться локального легирования или поверхностного легирования, что улучшает металлографическую структуру и эксплуатационные характеристики отливок.
II. Эксплуатационные характеристики покрытий
1. Устойчивость подвески
Во время хранения или использования твердые частицы покрытия должны быть максимально взвешены, без расслоения, осаждения или агломерации, чтобы обеспечить однородность характеристик и качества покрытия.
2. Способность расчесывать
Эксплуатационные характеристики покрытия с хорошей кистью таковы: при полном погружении кисти в покрытие поверхность гладкая, не липкая и не задерживает частицы песка; после нанесения покрытие автоматически выравнивается без следов от кисти, и на вертикальной поверхности не происходит потери покрытия.
3. Проницаемость
Высококачественные покрытия должны обладать способностью проникать на соответствующую глубину в форму и стержень. Как правило, глубина проникновения должна составлять 2-3 диаметра частиц песка. Проникновение покрытия в поры песчаной формы также может повысить сродство между частицами песка.
4. Прочность поверхности
Способность покрытия не оставлять следов и не терять порошок после царапин или воздействия внешних сил после отверждения называется прочностью поверхности покрытия. Достаточная прочность поверхности может предотвратить повреждение формы во время транспортировки, установки стержня и закрытия формы. Хорошее покрытие также должно обладать хорошей адгезией к песку, устойчивостью к растрескиванию, консервационными свойствами и минимальным газообразованием.
III. Принцип действия литейного покрытия на качество отливки.
1. Изоляция с помощью воздушной и углеродной пленки.
Покрытие из графитового порошка обладает хорошей отслаиваемостью при использовании для чугунных отливок. В процессе литья, затвердевания и охлаждения графит образует пленку из монооксида углерода и блестящую углеродную пленку, которые предотвращают взаимодействие расплавленного металла с поверхностью формы или стержня, а также препятствуют прилипанию песка. Нанесение покрытия, полученного путем смешивания отработанного моторного масла и графитового порошка, на поверхность влажной полости формы позволяет получить тонкостенные чугунные отливки с чрезвычайно гладкой поверхностью благодаря восстановительной газовой и углеродной пленке, образующейся при высокой температуре литья.
2. Изоляция шлака
После литья на границе раздела между покрытием и отливкой образуется слой шлака, обладающий высокой вязкостью, которая связывает огнеупорный заполнитель и препятствует проникновению расплавленного металла. Наилучший эффект достигается, когда слой шлака не вступает в химическую реакцию с силикатами в расплавленном металле и не смачивается или практически не смачивается расплавленным металлом. Во время охлаждения линейный коэффициент усадки слоя шлака значительно отличается от коэффициента усадки металла отливки, и на границе раздела между слоем шлака и отливкой возникает большое касательное напряжение, приводящее к автоматическому отслаиванию покрытия. Эта теория предотвращения адгезии песка с помощью слоя шлака называется теорией изоляции шлака. Покрытия, содержащие реактивные металлы и оксиды металлов, могут образовывать новый огнеупорный оксид посредством термической реакции, что предотвращает проникновение расплавленного металла.
3. Окисление
Прилипание отливки к песку зависит от наличия критической толщины слоя оксида железа между отливкой и слоем покрытия, которая составляет около 100 мкм. Для предотвращения химического прилипания песка толщину оксида следует увеличить. При превышении критической толщины спеченный слой покрытия или формовочного песка и оксида металла легко отслаивается от отливки. При литье стальных деталей в известняковую песчаную форму происходит следующая реакция: CaCO3 = CaO + CO2, что приводит к сильной окислительной атмосфере внутри полости формы, которая усиливает поверхностное окисление стальных отливок, поэтому известняковый песок обладает отличным эффектом предотвращения прилипания песка.
Компания Xinda Coatings, много лет глубоко погруженная в область литейных покрытий, всегда уделяла особое внимание качеству литья, создавая высококачественные покрытия, подходящие для различных видов стальных, чугунных и цветных металлических отливок. Опираясь на профессиональную команду разработчиков, Xinda Coatings оптимизирует рецептуру, выбирает высокочистые огнеупорные заполнители, обеспечивая превосходную стабильность суспензии, легкость нанесения кистью и проницаемость. После отверждения покрытие обладает высокой прочностью поверхности и хорошей трещиностойкостью, что позволяет эффективно устранять распространенные дефекты, такие как механическое и химическое прилипание песка, а также песчаные включения. В то же время, благодаря научному добавлению теплоизоляционных, охлаждающих и инокулирующих компонентов, учитывается как качество поверхности отливок, так и характеристики внутренней металлографической структуры, что значительно снижает затраты на очистку отливок и процент брака. Независимо от типа формования (например, смоляной песок или песок силиката натрия) или сценария использования (например, отливки крупных станков и прецизионные тонкостенные отливки), Xinda Coatings может предложить индивидуальные решения. Благодаря стабильному качеству продукции и эффективному опыту использования, это помогает предприятиям повысить конкурентоспособность литья, снизить производственные затраты, профессионально гарантировать качество каждой отливки и стать надежным партнером по нанесению покрытий для литейных предприятий!
