鑄造型芯為什麼要泡石墨水

① 金屬型鑄造的鑄造工藝

未預熱的金屬型不能進行澆注。這是因為金屬型導熱性好，液體金屬冷卻快，流動性劇烈降低，容易使鑄件出現冷隔、澆不足夾雜、氣孔等缺陷。未預熱的金屬型在澆注時，鑄型，將受到強烈的熱擊，應力倍增，使其極易破壞。因此，金屬型在開始工作前，應該先預熱，適宜的預熱溫度（即工作溫度），隨合金的種類、鑄件結構和大小而定，一般通過試驗確定。一般情況下，金屬型的預熱溫度不低於150°C。
金屬型的預熱方法有：
（1）用噴燈或煤氣火焰預熱；（2）採用電阻加熱器；（3）採用烘箱加熱，其優點是溫度均勻，但只適用於小件的金屬型；（4）先將金屬型放在爐上烘烤，然後澆注液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用於小型鑄型，因它要浪費一些金屬液，也會降低鑄型壽命。 金屬型的澆注溫度，一般比砂型鑄造時高。可根據合金種類、如化學成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗確定。下表中數據可供參考。
各種合金的澆注溫度
合金種類 澆注溫度℃ 合金種類 澆注溫度℃
鋁錫合金 350～450 黃銅 900～950
鋅合金 450～480 錫青銅 1100～1150
鋁合金 680～740 鋁青銅 1150～1300
鎂合金715～740 鑄鐵 1300～1370
由於金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應做到先慢，後快，再慢。在澆注過程中應盡量保證液流平穩。 如果金屬型芯在鑄件中停留的時間愈長，由於鑄件收縮產生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時間，是當鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍，並有足夠的強度時，這時是抽芯最好的時機。鑄件在金屬型中停留的時間過長，型壁溫度升高，需要更多的冷卻時間，也會降低金屬型的生產率。
最合適的拔芯與鑄件出型時間，一般用試驗方法確定。 要保證金屬型鑄件的質量穩定，生產正常，首先要使金屬型在生產過程中溫度變化恆定。所以每澆一次，就需要將金屬型打開，停放一段時間，待冷至規定溫度時再澆。如靠自然冷卻，需要時間較長，會降低生產率，因此常用強製冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種：
（1）風冷：即在金屬型外圍吹風冷卻，強化對流散熱。風冷方式的金屬型，雖然結構簡單，容易製造，成本低，但冷卻效果不十分理想。
（2）間接水冷：在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水套，其冷卻效果比風冷好，適於澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件，激烈冷卻，會增加鑄件的缺陷。
（3）直接水冷：在金屬型的背面或局部直接制出水套，在水套內通水進行冷卻，這主要用於澆注鋼件或其它合金鑄件，鑄型要求強烈冷卻的部位。因其成本較高，只適用於大批量生產。
如果鑄件壁厚薄懸殊，在採用金屬型生產時，也常在金屬型的一部分採用加溫，另一部分採用冷卻的方法來調節型壁的溫度分布。 在金屬型鑄造過程中，常需在金屬型的工作表面噴刷塗料。塗料的作用是：調節鑄件的冷卻速度；保護金屬型，防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊；利用塗料層蓄氣排氣。
根據不同合金，塗料可能有多種配方，塗料基本由三類物質組成：1．粉狀耐火材料（如氧化鋅，滑石粉，鋯砂粉、硅藻土粉等）；2．粘結劑（常用水玻璃，糖漿或紙漿廢液等）；3．溶劑（水）。具體配方可參考有關手冊。
塗料應符合下列技術要求：要有一定粘度，便於噴塗，在金屬型表面上能形成均勻的薄層；塗料干後不發生龜裂或脫落，且易於清除；具有高的耐火度；高溫時不會產生大量氣體；不與合金發生化學反應（特殊要求者除外）等。 塗料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度，但採用刷塗料的金屬型生產球墨鑄鐵件（例如曲軸），仍有一定困難，因為鑄件的冷速仍然過大，鑄件易出現白口。若採用砂型，鑄件冷速雖低，但在熱節處又易產生縮松或縮孔，在金屬型表面復以4－8mm的砂層，就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。
復砂層有效地調節了鑄件的冷卻速度，一方面使鑄鐵體不出白口，另一方面又使冷速大於砂型鑄造。金屬型無潰散性，但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金屬型具有良好的剛性，有效地限制球鐵石墨化膨脹，實現了無冒口鑄造，消除疏鬆，提高了鑄件的緻密度。如金屬型的復砂層為樹脂砂，一般可用射砂工藝復砂，金屬型的溫度要求在180～200℃之間。復砂金屬型可用於生產球鐵，灰鐵或鑄鋼件，其技術效果顯著。 提高金屬型壽命的途徑為：
1．選用導熱系數大，熱膨脹系數小，而且強度較高的材料製造金屬型；
2．合理的塗料工藝，嚴格遵守工藝規范；
3．金屬型結構合理，製造毛坯過程中應注意消除殘余應力；
4．金屬型材料的晶粒要細小。

② 鑄造時，拔模修型時為什麼刷水，為什麼不能刷的太多

刷水是因為水流動性強，容易刷，而土容易乾的特點。不能太多，容易刷失敗。
起模一般用含油脂的脫模劑或者石墨粉一類的。用水刷那是特別原始的一種，主要作用是防止起模不良。
修型時刷水，就是把修補上去的砂型粘接到原來的缺損的砂型上。一般大型鑄件或者比較低端的造型方法用此。水刷多了容易在此處產生氣孔。
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鑄造好比是你玩蠟，你買了蠟（廢鋼，或生鐵）然後將這個蠟化為液體，
放入一個什麼模子，
這樣你就得到不同形狀的東西。（固體－液體－固體）
鍛造，
好比是做面餅的過程，
你把小的面團揉，
放到模子裡面，
做成不同形狀的產品。差不多是固體在高溫下，形狀可變成別的形狀（固體到固體）。
所謂鑄造，是將熔融的金屬澆鑄到模型中獲得鑄件的過程。鑄造專業側重的是金屬熔煉過程，以及澆鑄過程中工藝的控制。
鍛造是固態下的塑性成型，有熱加工，冷加工之分，像擠壓、拉拔、墩粗，沖孔等都屬於鍛造。

③ 我對鑄造不是很懂，請教一下型芯為什麼上塗料謝謝

1.減少鑄件表面的機械粘砂和化學粘砂
鑄型和型芯有很多孔隙，在澆鑄和凝固過程中帶有靜壓力和動壓力的金屬液會滲入孔隙，形成粘附於鑄件表面上很難清理的金屬砂殼，稱為「機械粘砂」。應用鑄造塗料可以封閉鑄型和型芯表面層砂粒間的孔隙，堵塞金屬液滲透的通道，減少鑄件的機械粘砂。鋼液在澆鑄或更低的溫度下，表面會不斷地生成金屬氧化膜，這種金屬氧化膜可與硅砂發生化學反應，從而導致鑄件表面的「化學粘砂」。使用鑄造塗料可以使金屬液與鑄型或型芯表面發生隔離，抑制它們之間的化學反應，減少或消除鑄件表面的化學粘砂。
2.減少鑄件表面的夾砂和沖砂
澆鑄過程中，高溫金屬液對鑄型和型芯表面有強烈的熱輻射作用，鑄型和型芯受熱後所產生的熱壓力和熱濕拉強度會導致鑄件產生夾砂。鑄造塗料可減緩鑄型或型芯的輻射受熱，從而減少或消除夾砂缺陷的產生。具備一定粘結能力的塗料，還可以滲入鑄型和型芯表層砂粒之間，從而加強鑄型或型芯的表面強度和抗沖刷能力，減少鑄件的沖砂缺陷。
3.改善鑄件的表面性能和內部質量
通過在塗料中添加絕熱材料和激冷材料，起到改善鑄型內腔溫度分布與控制合金凝固和結晶過程的作用，從而減少鑄件表面冷裂與熱裂的產生。塗料中添加某些孕育劑或合金元素還可以起到局部孕育或表面合金化，達到改善鑄件金相組織性能的作用。

④ 關於砂型鑄造的問題

砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙，靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起，沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物，主要產物是氧化亞鐵FeO，其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵（即鐵橄欖石FeO•SiO2），化學反應如下：
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低，僅有1220℃，因此流動性很好，即使鑄件表面已有凝固殼，新生成的硅酸亞鐵仍呈液態，易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂，而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳，不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉，澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明，使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂，用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的，通常可用以下方法區分：
⑴顯微觀查：從粘砂層上敲取一小塊，用液體樹脂固定並磨製成試樣，用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂，可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線，不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致（見圖2）。如果是化學粘砂，則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連（見圖3）。
⑵電測：機械粘砂中連結物是金屬，具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔，用一個電極接觸鑄件，另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零，表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻，表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵，屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別：用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊，浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡，一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失，試管底部留下少數單個砂粒，說明是機械粘砂，鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為：
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂，則氣泡產生很少，酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明，濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克，壁厚大多不超過50mm，型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固，對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英（熔點1715℃）以外，還含有相當數量熔點較低的長石（熔點1170～1550℃）、雲母（熔點1150～1400℃）及其它礦物質，但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成，因而不致引起化學反應。生產經驗表明，濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂，而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件，而且所用硅砂含SiO2較高，鑄件對型砂的熱作用並不嚴重，不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素：
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低，則砂型表面的砂粒比較疏鬆，砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深，將使鑄件表面顯得粗糙；鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆，則取決於型砂流動性如何，因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外，也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂，使用進口靜壓造型機，一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當，砂箱的壓實比壓較低；而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50～60，邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢，另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高，以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔，而且往往採用面砂，砂粒可以細些，面砂透氣率40～60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目，透氣率大多在60～90的范圍內。高密度砂型比較密實，則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目，透氣率較多集中在100～140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗，例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目，長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上，甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料，否則鑄件表面變得粗糙，甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5％來糾正型砂變粗現象，使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高，機械粘砂就越嚴重。因此，高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高，流動性好，就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮，澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件，可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料，點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料，因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料，其強度不可太高，必須與砂型強度匹配，否則可能使塗層開裂翹皮，並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯，為了防止金屬液鑽入砂芯，可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處，塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏，涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件（如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等）時，必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時，常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液，晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙，又不被鐵液潤濕，鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體，其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤，使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量，以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%，主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響，可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間，高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙，而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處，可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色，但較為粗糙，可能有效煤粉量已夠，而型砂透氣性偏高，或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件，如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷，因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品，其真實的具體配方不詳，使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂（不可用舊砂，以免干擾試驗結果）和膨潤土、水，再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近，造型硬度相同，澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度，然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類：①增效煤粉（高效煤粉）：在煤粉中加入20～40％高軟化點石油瀝青，使其光亮碳含量提高到12～20％，抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物：是優質膨潤土與優質煤粉的混合物，也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近，膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理，設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間，氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何，同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1％光亮碳形成物（即有效煤粉）的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物（煤粉）補加量在0.14～0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1，澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂，型砂中補加18kg ECOSIL煤粉，摺合混砂時煤粉補加量為0.18％，如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右，則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30％。根據鑄造手冊「造型材料」（第2版103～104頁）介紹，我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3～4％，最低者0.3～0.5％。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3～5％，最低者1～1.25％。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明，一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15～0.3％之間，個別厚大件為0.5％。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1，同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1，兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08～0.12％。由此可見，即使優質和增效煤粉價格稍高（不到普通煤粉的兩倍），但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降，還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔，而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上，經常看到澆注後，幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸，這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸，稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷，與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同，爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面，當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸，產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈，金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象：
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低，例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80％左右，原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時，鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉，燒結砂層容易脫落被清理掉，不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠，平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來，經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面，表明鐵液並未鑽入砂型中，不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低，因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑，能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。

⑤ 鑄造工藝中起模和修型刷水的原因

起模一般用含油脂的脫模劑或者石墨粉一類的。用水刷那是特別原始的一種，主要作用是防止起模不良。
修型時刷水，就是把修補上去的砂型粘接到原來的缺損的砂型上。一般大型鑄件或者比較低端的造型方法用此。水刷多了容易在此處產生氣孔。

⑥ 鑄造廠用石墨起什麼作用急！！！

砂型鑄造車間的作用：把石墨粉按比例加入酒精中，成脫模機，噴塗到型腔面，在澆注高溫和相對封閉環境下，石墨燃燒產生一氧化碳，在金屬水和型腔面之間形成一層氣體保護膜，從而防止鑄件產生粘砂缺陷，使鑄件表面光滑。

⑦ 鑄鐵為什麼要石墨化

鑄造生鐵中的碳以片狀的石墨形態存在，它的斷口為灰色，通常又叫灰口鐵。主要是含碳量太多，被析出來了

⑧ 鑄造人一定要懂，鑄造塗料如何制備怎麼生產應用

中小實型鑄造企業採用外購塗料的方法解決塗料來源問題。這些企業塗料用量小，一次購進一定量的塗料後短期用不完，經常發生塗料變質、沉底等質量問題，造成塗料報廢。有些交通不便的企業所購進的塗料一旦質量出現問題，無法退貨，塗料將批量報廢，造成較大的經濟損失。因此，這些企業迫切需要自製塗料，並掌握一定的塗料性能調節知識，使自身能夠對一些塗料質量問題，通過現場採取措施，挽救問題塗料。企業自製塗料需了解塗料的配方、混制方法、檢測方法及塗料性能的變化規律。這些企業條件都比較簡陋，需要配製人員能夠利用自身的條件特點選擇設備和材料。塗料的配方和混制設備有很多選擇，掌握了塗料的配製規律和鑄造工藝要求，制備出滿足使用要求的塗料。配製塗料滿足了生產的需要，為企業降低了成本，提高了產品質量；本文將相關經驗總結如下，僅供有關中小企業參考。

1、塗料所用原材料簡介
確定塗料的配方，需確定塗料的耐火材料組成、懸浮劑、消泡劑、載體溶劑的種類，掌握相關材料的理化性能和微觀結構等資料。

1. 1 耐火材料
耐火材料應主要根據鑄造合金種類選定。鑄鐵用塗料的耐火材料常選用鱗片石墨和普通石墨、石英粉、鋁礬土、滑石粉、藍晶石粉等，對幾種國外鑄鐵塗料的耐火材料進行了X射線熒光光譜分析和衍射分析，發現他們的耐火材料常有硅灰石、莫來石、雲母、剛玉、鋰輝石等，骨料中各種粒型也是搭配使用，具說可提高塗料的透氣性和強度，粒型有片狀、纖維狀及粒狀。鑄鋼件用塗料常選鎂砂粉、鋯英粉、高鋁粉、棕剛玉粉等耐火粉料。對於高錳鋼常用電熔鎂砂粉和鎂橄欖石粉，這些材料可抗高錳鋼的鹼**蝕。粒度一般在320目—200目，也要搭配使用。此種塗料必須注意鎂橄欖石粉中SiO2（石英）含量≥40%時，往往影響塗料的作用，因為SiO2和MnO會產生化學反應而粘砂。

硅灰石【CaO*SiO2】：是一種偏硅酸鹽，屬三斜晶系，分低溫型高溫型兩種，低溫型在1125℃轉變成高溫型。硅灰石具有針狀、纖維狀晶體形態(長/徑比≥22：1)和良好的耐熱性低（耐熱度≥1500℃）和燒結性，在塗料中可增加塗料強度、懸浮性和高溫透氣性。一般應選用SiO2%≥50，沉降度＜70的高溫型材料。它在吉林、遼寧地區蘊藏量非常大，可在鑄鐵塗料中廣泛使用。

莫來石【3AI2O*2SiO2】：斜方晶系，熔點1810℃，多角粒型。化學性質穩定。線膨脹系數小（20～1000℃，5.3×10-6/℃），抗激冷激熱性好，商品粉料可選用經過高溫燒結的煤矸石粉，可保證塗料的高溫穩定性。該材料國內供應豐富，價格較低，在鑄鐵和普通鑄鋼中可使用。

雲母【KAI2（AISi3O20）(OH*F)2】:一種具有層片狀的硅酸鹽，密度2.6～2.86，導熱系數低（平均0.67W/m.K），保溫性能較好。其鱗片具有彈性，晶格穩定，熱化學穩定性較好。該材料熔點較低（1270～1330℃），用於鑄鐵塗料時易於粘砂。由於具有片狀形態，可賦予塗料防降性、流平行，使塗料具有良好的韌性和抗開裂性，可用於鑄鋁件塗料中。

藍晶石【AL2[SiO4]O】：根據含藍晶石的形態特點，將藍晶石礦分成3類變態：⑴針狀和纖維狀集合體（纖維針狀礦石）；⑵富含空晶石的假象藍晶石集合體；⑶藍晶石結核礦（結核型礦石）。

藍晶石礦物在高溫下（1100～1650℃）煅燒轉變為莫來石和熔融狀游離二氧化硅（方石英），同時產生不同程度的體積膨脹。其轉變反應式為：
3（AI2SiO5） 3AI2O3*2SiO2+SiO2（1300℃以上）

鑄造塗料應採用煅燒過的纖維針狀產品，它的耐火度比硅灰石和石英粉高，和鋯英粉相似，由於它的纖維針狀形態，可提高塗料的強度和透氣性及耐火度。目前該產品在吉林磐石等地也有出產，可用於鑄鐵、普通鑄鋼等塗料中。其它材料的性能本文不在詳述，在選用時應仔細查找相關資料。

1．2載液
水或乙醇（甲醇）可作為載液。水基塗料成本比醇基塗料低，且懸浮性好控制，但需要一套烘乾和和排除水蒸汽的設備。醇基塗料烘乾容易，很多小型企業經常使用，但它有以下問題：澆注時發氣量大，成本高，塗料氣味很大，影響工人健康，安全性也差。一般建議多採用水基塗料工藝，尤其是一些形狀較簡單的鑄件，如錳鋼鍔板等。甲醇的應用可改善烘乾質量，可和乙醇配合使用。

1．3粘結劑
根據載液的不同，粘結劑分為水基用和醇基用兩種。對粘結劑的一般要求是：在水中或乙醇中易溶易分散；具有較高的干強度，尤其是高溫強度。糖漿、紙漿、酚醛樹脂、聚乙烯醇（PVA）、聚乙酸乙烯乳液（白乳膠）、聚乙烯醇縮丁醛（PVB）、羧甲基纖維素（CMC），以及高溫性能好的粘土、磷酸二氫鋁、硫酸鹽、松香、水玻璃和硅溶膠都可作為塗料的粘結劑。酚醛樹脂、既具有較高的常溫強度，又具有較高的高溫強度，我們在塗料中廣泛應用。水基塗料可直接採用鹼性液態酚醛樹脂，醇基塗料採用熱固性酚醛樹脂，先在酒精中泡開，溶化後再加入塗料中，它和PVB配合使用效果更佳。聚乙烯醇（PVA）和磷酸二氫鋁配合使用，效果也較好，成本也低。某些商品塗料具有硬化可逆性，即掉到地上已硬化的塗料仍可重復混制、使用。某些水溶性樹脂，如PAM就具備這種性能。

1. 4懸浮劑
常用的懸浮劑有鋰基、鈉基或有機膨潤土、凸凹棒土、CMC等。鋰基膨潤土不但懸浮性好，所制塗料的塗刷性能也較好，在醇基塗料澡中經常採用，但採用鋰基土的塗料易於發生「沉死底」的現象，塗料最好現配現用。要水基塗料中可採用鈉土和CMC配合使用，效果也較好。有機土效果最好，價格過高，一般在要求較高的醇基塗料中少量加入。選用膨潤土類懸浮劑時，在保證懸浮性的前提下，加入量越少越好，加入量過大塗層易開裂。

1．5其它添加劑
實型（或消失模）塗料還需加入以下幾種助劑：⑴表面活性劑 用來改善塗料對塑料模樣表面的潤濕性，常用的是非離子型的表面活性劑JCF（脂肪醇聚乙烯醚）、OP-10（烷基酚與環氧乙烷的縮合物）、NNO（萘磺酸鈉甲醛縮合物），它兼有分散和減水作用。表面活性劑易於產生氣泡，在塗料中盡量少加或不加。⑵消泡劑 塗料在高速攪拌過程中也可能捲入空氣產生氣泡，因此要加入少量的消泡劑。常用的有正辛醇、正丁醇、SPA-202脂肪族礦物油、SAF（聚甲基硅氧烷乳液）。⑶防腐劑 常用的防腐劑有五氯酚萘、五氯苯酚、苯甲酸鈉、甲醛等。⑷碳吸附劑 冰晶石（Na3AIF6）在高溫下形成活性NaF、AIF3等，對模樣分解出的碳產生吸附作用，使之不沉澱在鑄件表面，從而防止鑄件表面積碳的產生。此外，塗料中還摻入氧化鐵粉（Fe2O3），提高塗料的自剝離能力和抗氮氣孔能力。件表面光潔，並在一定程度上提高尺寸精度。

2塗料的作用和性能要求
塗料可以填充型和芯的表面孔隙在高溫下抑制砂型與金屬液的熱相互作用 (機械滲透和化學侵蝕)，從而防止機械粘砂，使鑄件表面光潔，並在一定程度上提高尺寸精度。塗料還能夠提高型和芯的表面強度，防止因液體金屬的沖刷作用而發生砂眼、毛刺等缺陷。塗料層的隔離作用，還能夠防止因型和芯受熱產生大量氣體侵入鑄件而形成氣孔缺陷。熱膨脹低的塗料還可減少鑄件夾砂缺陷。此外，通過在塗料中添加絕熱保溫材此外，通過在塗料中添加絕熱保溫材布，調節熱流的傳遞和運動，控制合金的凝固和結晶過程，從而消除縮松缺陷。在塗料中添加某些特殊附加物，還能做到局部孕育或表面合金化，達到改善組織的目的。塗料的這些作用，近來也受到人們的重視。對於塗料的性能，有許多要求：

2.1懸浮穩定性，塗料應當在一定時間內不沉澱、不分層、不結塊並保持密度的 均勻性。懸浮性主要決定於所添加的懸浮劑 的質量和加入量，以及耐火填料的顆粒大小和比重等。

2.2滲透性，它表示塗料在塗覆後能夠滲入型或芯表層一定深度的能力。滲透性並不是越大越好。滲透性過大，會造成不必要的浪費，或難以保持一定的厚度。滲透性過小，塗料在型或芯上的附著力小，烘乾和澆注時易起皮破損。滲透深度取決於耐火材料的粒度、塗料的比重和粘度、塗料懸濁體系的表面特性和內部結構特點，以及塗料與型或芯的潤濕性等。

2.3觸變性，(搖溶性) 物理化學中把觸變性現象視為一種溶膠軟膠可逆等溫轉變過程。觸變性包括剪切變稀粘度依時性的兩個方面：一是在剪切力作用下能變稀，剪切力去除後又會恢復原先的狀態，二是上述變稀或變稠都有一個時間進程。通俗地說，就是「一攪就稀，靜止還稠」。好的塗料應當具有一定的觸變性，使用時 「稠而不粘，滑而不淌」，便於塗刷、浸塗、噴塗，而塗料既不堆積，也不流失。觸變性是現代鑄造用的塗料的主要工藝性能之一。它在一定程度上是反映塗料許多工藝性能 (如懸浮性、塗刷性等)好壞的綜合指標。觸變性取決於塗料懸濁體系的內部結構特點，可以通過在一定剪切速率下塗料的表觀粘度和時間的關系來判斷。

2.4塗覆性， 它表示塗料以一定厚度均勻覆蓋在型或芯表面的難易程度。塗覆時應當不堆積、不流失，也不損壞型或芯的表面。目前還沒有直接測定塗覆性的辦法，一般可以用塗料的粘度、比重、觸變性、塗層厚度或塗掛重量等指標綜合衡量。

2.5表面強度， 塗料必須有足夠的表面強度，以防止塗層在搬運和合箱過程中損壞。

2.6高溫抗裂性， 塗層在烘乾和澆注過程中應當不開裂，以防止鑄件產生毛刺或脈紋。

2.7抗粘砂性， 防止粘砂的能力是塗料的主要性能之一。它主要取決於塗料的組成，尤其是耐火材料的性質以及澆注時的氣氛。塗層的厚度、強度、抗裂性對抗粘砂性也有影響。

存期長、無公害、低成本、適應性廣等。除上述性能外，還要求塗料發氣少、存期長、無公害、低成本、適應性廣等。塗料要全面滿足以上要求，實際上是困難的。對於不同的砂型種類、不同的鑄件(甚至同一鑄件的不同部位)，應當根據低成本高質量的原則選擇使用適當的塗料。

3、制備和塗掛
3.1 水基實型塗料配方
首先應根據鑄造合金的種類和鑄件大小等要求確定製備塗料的性能，如耐火能力，塗層強度，塗料保存時間等，然後選擇耐火粉料、載液、粘結劑、懸浮劑和助劑，經試驗調整調整並確定配方。表1，表2和 表3列出了配製的幾種配方。

3.1表1 鑄鐵水基實型塗料配方

塗 料
組 分

鹼性酚
醛樹脂

CMC

鈉土

水

氧 化
鐵 粉

鋯 粉

鋰輝石

莫來石

WT/%

60

3

30

600

5

100

400

500

3.1表2 高錳鋼實型醇基塗料配方

塗 料
組 分

酚醛
樹脂

PVB

鋰土

酒精

氧 化
鐵 粉

鋯 粉

電熔
鎂粉

正辛醇

WT/%

30

6

30

500

5

170

830

5

3.1表3 鑄鐵醇基實型塗料配方

塗料
組分

酚醛
樹脂

PVB

鋰土

酒精

氧化
鐵粉

鋯粉

石墨

鱗片
石墨

WT/%

25

8

25

550

5

150

800

50

3．2塗料的制備
制備時一般先在分散機中分散，再經過研磨設備研磨。對於年用量100t以下的企業，2~3千瓦的分散機即可。其葉輪有葉片和圓盤兩種。葉片式攪拌力較大，能使物料上下翻動，但轉速稍高就會引起物料飛濺，圓盤式葉片上下交錯分布，對物料有很強的剪切作用，可平穩地高速轉動，分散效果較好，生產率也較高，設備可自製。葉輪的線速度可選用大於200cm/min的為宜。對於產量要求不高的企業，也可選用小型球磨機，圓桶直徑在0.5-0.8mm左右，轉速100轉/min左右。塗料在球磨機中研磨，除分散效果良好外，還可使骨料破碎，起到對塗料的活化作用，提高塗層的質量。球磨機比膠體磨效果好，經球磨機研磨好的塗料不但塗層強度高，而且流平性和塗刷性等工藝性能都較好，球磨時間4h以上。

水基塗料的攪拌程序一般是將膨潤土、CMC和水置於分散機中攪拌成漿狀再加入耐火材料連續攪拌，然後依次加入粘結劑、表面活性劑等助劑。膨潤土和CMC預先泡好，效果會更好。醇基塗料如使用鋰基膨潤土作懸浮劑，應預先用水預發24h以上，酚醛樹脂和PVB等也要先用酒精泡開，再將其加入分散機中混合。我們也採取過將泡好的酚醛樹脂和鋰基膨潤土混合碾壓成預混體長期保存，使用時按比例加入到其它混合料中一起混製成塗料。該法對於小型企業非常適用。

3. 3 塗料的塗敷
根據鑄件的生產批量來選用塗料的塗掛方法。對於單件、小批量生產的模樣，宜採用刷塗。對於較大的鑄件可採用流塗。流塗的塗料粘度應小一些，並具有較好的塗掛性能；批量和形狀復雜的模樣採用浸塗和流塗，薄壁易變形的模樣採用噴塗法。幾種方法可結合使用。塗料必須均勻覆蓋模樣表面，無缺塗、過度流淌或夾雜氣泡。塗層厚度一般在0.5-2.5mm，可根據鑄件形狀、薄厚、復雜程度、合金種類、澆口靜壓頭高度等因素確定。

一般需塗1-3次，每次塗層均需乾燥，如乾燥後的塗層產生裂紋，應及時降低塗料的比重、膨潤土加入量，適當增加粘結劑的加入量。塗層乾燥，一般在烘爐中通過熱空氣（低於60℃）循環實現。烘乾時間3-10h。也可採用室外晾乾、紅外線或微波乾燥。

4、質量與性能檢測
塗料性能的檢測是保證塗料質量的必要重要條件，塗料的物理性能，如比重、粘度和懸浮性可以在試驗室中用常規儀器檢查。比重的檢測最好用稱重法，因為實型塗料的粘度大，比重計及波美度計不易自由懸浮，影響檢測結果。比重的檢測非常重要，它直接影響塗層厚度，並可控制溶劑的加入量。塗層厚度可採用稱量法和專用卡尺測得。塗層透氣性測定有多種方法，在試驗室採用固定配方的膨潤土濕型砂標准試樣，在一端塗上塗料後烘乾，在普通透氣性儀上測定。在生產現場，可採用測定澆注時間的方法間接估算塗層透氣性。
塗層強度採用SVQ型塗料塗層強度測定儀測定。測試前先向底座的塗料槽中逐層塗刷塗料並烘乾，經打磨保證塗層厚度為1.2mm。測試時開動空壓機向空腔內加壓，直至塗層破裂，從壓力表上讀出最高壓力，該壓力值即作為塗料的塗層強度值。對表2和表3的塗料性能進行了測定，結果如表4和表5。

表4 鑄鐵水基實型塗料性能

塗料名稱
（24h）

懸浮性
g/cm-3

密度

透氣性

塗層強度
MPa

高溫急熱
抗裂性

發氣量
Ml/g

自製 1

98

1.90

17

0.15

1級

21

表5 實型醇基塗料性能

塗料名稱

懸浮性
（2h）

密度
g/cm-3

透氣性

塗層強度
MPa

高溫急熱
抗裂性

發氣量
Ml/g

自製 2
自製 3

95
98

1.58
1.25

75
80

0.075
1.0080

1級
1級

22.5
20.0

5、生產應用
某廠生產球鐵桿頭鑄件，需要一批高質量的實型塗料，採用進口阿什蘭消失模塗料，效果良好，但價格太高。採用國產的商品塗料，質量不是很穩定，如採用僅依靠進口塗料，勢必增加很多成本。我們通過分析認為，如大部分採用國內材料，粉狀材料成本可降低至4000元以下，經濟效益是非常明顯的，而且可以根據需要隨時進行性能調整。

根據資料配製以270目高鋁粉為耐火材料的塗料，粘結劑採用白乳膠。經輪試驗後發現，塗料透氣性較差，塗料易起泡，鑄件廢品很多，最初兩次幾乎沒有成品。採用200目莫來石和鋰輝石做為骨料，以水溶性酚醛樹脂為粘結劑，經試驗效果較好，所生產的鑄件基本都澆成了，鑄件粘砂較嚴重。隨即又在配方中添加了320目鋯粉，進行了試驗，效果非常明顯。鑄件澆鑄後塗層和鑄件非常易於剝離，完全解決了粘砂的問題，而且鑄件的成品率較高，達到了同批澆注的採用阿什塗料的水平。配方如表1。

某廠實型法生產球磨機鄂板高錳鋼鑄件，以前塗料依靠購買商品塗料，經常發生塗層開裂、粘砂等塗料廢品。為了自己解決塗料問題，曾經試驗過多種配方，都沒有成功，尤其是粘結劑和骨料的選擇，問題較大。如採用PVA加硫酸鹽粘結劑+高鋁粉等配方，塗料的常溫強度可以，但高溫強度低，鑄件粘砂嚴重。經過試驗採用表2的配方，採用該廠的球磨機等現用設備，成功的生產出了大批鑄件。配製用於鑄鐵材質的石墨塗料配方見表3。

6、結論
6.1中小實型鑄造廠採用各種國產材料自製塗料，可降低材料成本，提高產品質量，也可增強靈活性，提高市場競爭力。正確選用塗料的配方、原輔材料是自配塗料成敗的關鍵。配方的選擇除考慮技術因素外，還應考慮材料的成本，可優先採用當地和較近地區的材料。
6.2從國際范圍看，商品塗料的品種將日益增多，塗料的工藝性能和塗覆方法在不斷改善和革新。由於烘爐烘乾費用高，使用水基塗料顯得不那麼經濟，而採用低「泡沫」載體塗料、干態塗料、靜電粘結塗料、光輻耐固化塗料等，將成為塗料發展的趨 向。總之，未來的塗料，應用效率將更高，效果將更好。由於嚴格的環境保護法的限制，可望在幾年之內有的國家將不再使用易燃塗料。從國內情況看，塗料的基礎理論研究以及新型觸變性塗料的研製和應用會取得新的成果，淺色和自色塗料的應用將會逐步擴大。塗料專業定點生產和商品化、優質化，在短期內也將逐步實現。

⑨ 鑄造石墨粉的用途

鑄造石墨粉用途介紹：鑄造業，把石墨塗敷於固體的表面，能形成粘附牢固的光滑薄膜，這便是石墨所表現出的良好的塗敷性能，是很好的鑄造脫膜劑鑄造常用的石墨粉有晶質石墨粉（鱗片石墨粉）或隱晶質石墨粉（土狀石墨粉，又名微晶石墨粉、黑鉛粉）。至今有很多手工造型生產薄壁小件的鄉鎮小工廠在型砂中不加煤粉，而是用軟毛刷向濕砂型表面刷土狀石墨粉，澆注出鑄件表面相當光滑。雖然在澆注鐵液時石墨粉並不形成光亮碳，但石墨對鐵液的潤濕角遠大於90°，即砂型不被鐵液潤濕。而且表面的孔隙被土石墨粉堵塞，鐵液不易滲透和鑽入砂粒間，能夠防止鑄件粘砂和改善鑄件表面光潔程度。石墨粉有良好的潤滑作用，使型砂的緊實流動性提高，透氣性下降，試樣頂出阻力減少，改善型砂的起模性能。

⑩ 冶煉中加入石墨的意義

1、作耐火材料: 石墨及其製品具有耐高溫、高強度的性質，在冶金工業中主要用來製造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內襯。

2、作導電材料: 在電氣工業上用作製造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的塗層等。

3、作耐磨潤滑材料: 石墨在機械工業中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在(一) 200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備，廣泛採用石墨材料製成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。

用途

工業
石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就大量用於製作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用於石油化工、濕法冶金、酸鹼生產、合成纖維、造紙等工業部門，可節省大量的金屬材料。

作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料: 由於石墨的熱膨脹系數小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨後黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經加工或稍作加工就可使用，因而節省了大量金屬。生產硬質合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料製成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。

石墨還能防止鍋爐結垢，有關單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表面結垢。此外石墨塗在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。

石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經過特殊加工以後，可以製作各種特殊材料用於有關工業部門。

此外，石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是製造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鑽石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現代科學技術和工業的發展，石墨的應用領域還在不斷拓寬，已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料，在國民經濟中具有重要的作用。