大型鋼錠模涂料實驗研究.pdf

1、我國航空航天、船舶、電力、石化對大型鑄鍛件需求強烈，加強對大型鑄鍛件相關(guān)技術(shù)的開發(fā)研究，探索技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理的工藝方法，具有重要的科學(xué)價值和現(xiàn)實意義。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、究對象，對不同組成條件下的涂料基本配方進行實驗，通過考察涂料的熔點、懸浮性、涂層厚度、涂層低溫強度和高溫強度等性能，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)上對涂料進行正交優(yōu)化，得到涂料的最佳比例，并進行成本的估算。通過實驗室澆注實驗觀察涂料的應(yīng)用效果，并對大型鋼錠的熱環(huán)境進行了模擬，弄清楚涂料在此環(huán)境下的變化情況。主要的研究內(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)涂料六個涂料組成配方，通過考察六種涂料熔點、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驗，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)涂料熔點達到1450℃以上，料漿比為2：1（涂料非水組成與外加水之比）時，涂料的粘度約20泊，涂料的懸浮性達到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；雙無機粘接劑結(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，涂料的粘度約20泊，涂料的懸浮性達到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。
　　 （2）以磷酸鹽結(jié)合鎂鋁質(zhì)涂和雙無機粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料為實驗對象，把涂料組成按五因素四水平進行正交實驗優(yōu)化配方，得到涂料的最佳組成，并對涂料成本進行估算。

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、低溫強度和高溫強度等性能；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)涂料和雙無機粘接劑結(jié)合鎂質(zhì)涂料進行了實驗室

6、澆注實驗，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)脫模時的應(yīng)用效果。并對大型鋼錠澆注的熱環(huán)境進行模擬，考察涂料高溫強度的變化情況。研究結(jié)果表明：涂層厚度在0.3mm時，涂層表面質(zhì)量較好，經(jīng)過風干和烘烤，抗裂性為1級，涂層厚度在1mm時，涂層風干后，抗裂性為3級，經(jīng)烘干后，抗裂性為4級，相比之下，涂層厚度為0.3mm時涂層的抗裂性更強；冷態(tài)和熱態(tài)條件下鋼錠均容易脫模，熱態(tài)脫模時，鋼錠表面附著涂