耐火填料對鑄造涂料質量的影響

在消失模鑄造中，如何選用涂料的耐火填料，主要考慮填料的如下性質：

(1)耐火度；

(2)密度；

(3)熱膨脹系數；

(4)粒型與粒度分布；

(5)與金屬液的化學反應性；

(6)發氣量；

(7)與涂料中其它成份的互融性；

(8)對操作工人健康與環境是否影響。

1、鋁礬土粉

鋁礬土以其耐火度高、化學穩定性好，膨脹系數小且來源豐富、價格低等特點，近年來在普通鑄造鋼涂料及鑄鐵涂料中廣泛應用。

1.1化學成分

鋁礬土中的Al2O3含量、燒結溫度及Ti02、FeO3等雜質含量對涂料影響較大，因此選用Al2O3含量高的礦石經1450℃-1500℃鍛燒后，精選熟料研磨，制成細粉后，酸洗處理仍是關鍵一步，不經酸洗處理的鋁礬土除Ti02、FeO3含量較高外，鍛燒及研磨過程中混入的灰塵及機械鐵增多，(目前鋁礬土細粉的加工多以雷蒙磨為主，耐磨件大多是高猛鋼鑄件，混入的機械鐵用磁選難以除去。)制備的涂料一是耐火度受影響，二是漂浮物及沉淀物增多，影響涂料的涂刷性、懸浮性及存放時間。

1.2粒度

鋁礬土的粒度及粒度分布是影響涂層致密度和透氣性的重要因素，特別是消失模涂料，泡沫塑料模樣在燒結過程中的熱解產物通過涂層能否順利排出，消失模涂料的透氣性是區別于其它砂型鑄造涂料的一大特點。翔宇公司根據不同需要，將鋁礬土的粒度級配成兩種不同規格分別使用于砂型鑄造涂料和消失模涂料中。

砂型鑄造涂料所用鋁礬土粉的粒度分布為：

-270目至320目，集中率為96%

+270目不大于1%

消失模涂料所用鋁礬土的粒度分布為：

-270目至-320目78%

-200目至-270目15%

-100目至-200目5%

+100目不大于2%

以上粒度分布同時適用于其它耐火填料的級配。

2、鋯英粉和N-3粉

鋯英粉由鋯英砂加工而成，其線膨脹系數小、熱震穩定性好，耐火度高且在高溫時對大多數合金不起化學作用，是一種良好的耐火填料，多用于不銹鋼、高合金鋼鑄件，進口鋯英粉國外多采用氣流磨研磨，Zr02含量大于65%，且雜質含量低，國內加工的鋯英粉多為雷蒙磨研磨，雜質含量相對較高，近年來鋯奐粉來源較為復雜，價格一路走高，很多涂料廠家都在尋找鋯英粉的替代產品，來降低鑄鋼涂料的成本，翔宇公司成功研制了一種人工合成新型耐火填料N-3粉，已廣泛應用于鑄鋼涂料。

N-3粉是由幾種天然耐火材料按比例合成，電熔、粉碎、酸水洗而制得，耐火度、線膨脹系數、化學穩定性都接近鋯英粉，且不與FeO3等堿性氧化物起反應，有利于涂料的防粘砂性，價格僅為鋯英粉的三分之一。

3、鎂砂粉和鎂橄欖石粉

鎂砂粉和鎂橄欖石粉通常作為配制堿性鑄鋼件用涂料的首選耐火材料，鎂大海粉主要成份為天然菱鎂礦石(MgCO2)煅燒而得到的燒結塊經破碎、研磨、磁選加工而成，值得特別注意的是以下幾點：

(1)燒結塊必須是經1500℃-1600℃煅燒的所謂燒死塊，顆料致密堅硬，MgO含量大于90%，否則高溫澆注時涂層易產生龜裂。

(2)燒結塊含鐵及氧化鐵成份等磁性物相當高，翔宇公司采用5000高磁雙輥磁選機磁選兩遍，選出磁性物高達25%左右。所以想獲得優質鎂砂粉，磁選是關鍵一步。

(3)鎂砂粉易吸水受潮板結，應特別注意粉中水份含量。

鎂橄欖石粉中應主要控制氧化鐵含量，不得大于10%，蛇紋石(含水鎂硅酸鹽)含量愈小愈好，一般不大于20%，否則耐火度下降，灼減量和發氣量增大。

4、棕剛玉粉和白剛玉粉

棕剛玉是以鋁礬土為原料，經2000℃-2400℃高溫治煉制得，白剛玉是用氧化鋁粉經電熔再結晶而制得，其基本礦物為a-Al2O3，前者大于94%，后者大于97%，剛玉硬度高、熔點高、熱導率大、熱穩定性好，不易龜裂，抗酸、堿性好，棕剛玉粉適用于配制普通鑄剛及合金鋼涂料，白剛玉粉因其價格昂貴，往往作為大型鑄鋼件涂料的復合填料。需要說明的是磨料用剛玉粉和鑄造涂料用剛玉粉的粒度分布及標號均不一致，使用時應按涂料用耐火填料的粒度組成級配。另市場上有廢沙輪研磨制成剛玉粉，其雜質含量高，選購時要特別注意。

5、石英粉和熔融石英粉

石英粉是傳統使用的耐火填料之一，因價格便宜、資源豐富，仍為眾多廠家所采用，但其耐火度較低、線膨脹系數大，只限適用于鑄造涂料及小件鑄鋼涂料，翔宇公司采用熔融石英粉和普通石英粉復合，在消失模鑄鋼及鑄鐵涂料中應用，有效發送了因石英粉相變膨脹而導致的涂料開裂、剝落等現象，效果很好。熔融石英粉的特點是：熱膨脹率低、熱穩定性好、高溫抗蠕變能力強，尤其適用于消失模涂料。

6、其它耐火填料

除以上所述的幾種耐火填料外，還有莫來石粉、鉻鐵礦粉、高鋁鋼玉粉、硅藻土粉、滑石粉、云母粉、長石粉等，依據涂料的功能需要，可單獨選用或復合后作為耐火填料使用，這里不一一詳述，翔宇公司均有供應。總之，耐火填料是涂料的主體部分，對涂料的效果起著決定性的作用。選擇耐火填料應著重考慮耐火填料的礦物組成、純度、雜質含量、粒度組成等主要指標。