选择耐火填料时应该考虑到耐火填料的如下性质:微粒的尺寸和形状、密度、耐火度、热膨胀系数、与铸造金属的化学反应特性、在浇注温度下与型砂的化学反应性、热传导率、原材料的易得程度及价格、气体含量、对人体健康有无危害、对环境的污染程度等。
铸造用涂料是多种材料组成的混合物,包括5种基本组分: 耐火填料 耐火填料是涂层的主体部分,它的物理和化学性质在很大程度上决定了涂料的使用效果,且对涂层的耐火度和热化学稳定性有决定性的影响。选择耐火填料时应该考虑到耐火填料的如下性质:微粒的尺寸和形状、密度、耐火度、热膨胀系数、与铸造金属的化学反应特性、在浇注温度下与型砂的化学反应性、热传导率、原材料的易得程度及价格、气体含量、对人体健康有无危害、对环境的污染程度等。常用耐火填料有石墨粉、石英粉、铝矾土、镁砂、铬铁矿、镁橄榄、锆英粉。
(1)石墨粉石墨粉是铸铁件最常用的酎火填料,铸铜、铸铝也常用它,但一般不适用于铸钢。石墨是一种碳素材料,对金属激冷能力高,不被金属或金属氧化物浸湿、不与金属液发生化学反应,来源丰富,价格低廉。天然石墨有两种形态:无定形石墨(黑色土状,耐火度低,易燃烧)和结晶鳞片状石墨(银灰色,有光泽,耐火度可超过2000℃)。还有焦炭粉,具有耐高温,防止裂纹产生的作用,在浇注时,易形成CO还原性气体,保护金属液不被氧化。
(2)锆英粉锆英粉是铸钢件常用的耐火填料。它外观为白色或淡黄色细颗粒,主要成分是2r02和Si02,其热膨胀系数小,导热系数和蓄热系数大,化学稳定性好,并且与熔融金属不浸润,抗渗透能力强,尤其是其抗粘砂性。
(3)石英粉石英粉主要应用在铸钢涂料中。它是白色透明粉状物,主要成分为Si0:,其来源广泛,成本低廉,有一定的耐火度,但石英粉热膨胀系数大,导热系数低,尤其是石英粉在573 0C时相变膨胀产生突然膨胀,容易导致涂层开裂、剥落。
(4)铝矾土铝矾土主要应用在铸钢和铸铁件中。它的主要矿物组成是刚玉和莫来石,其耐火度很高,一般大于1800℃。铝矾土在浇注温度下不和金属氧化物生成低熔点物质,同时钢液及其氧化物对铝矾土的浸润性比较诋,因此用于涂料起到良好的抗粘砂作用。
(5)镁砂镁砂适用于高锰钢铸件和石灰石砂型。它主要成分为氧化镁,热膨胀率比石英小,没有集中的相变膨胀,而且抗碱性熔渣能力强,不易与金属氧化物相润湿,是一种优质的抗粘砂材料,因此它便能很有效的起到防粘砂的目的。
(6)铬铁矿是钢铁冶金用矿物原料,是一种储量丰富的矿产资源。其主要矿物组成是Fe0.Cr:0。,其余杂质有Al:O。、Fe:0。、Si0。、Mg0、Ca0等。化学性质呈中性一碱性,密度3.8~4.1(g.cm书),熔点2180 0C,耐火度>1900 0C,铬铁矿粉热膨胀系数低,在浇注中不会于熔融钢中的其他元素作用,能抗金属渗透,激冷性能还优于锆英粉,价格也较低,还有很好地抗碱性渣的作用,不与氧化铁等发生化学反应,而且在熔融金属浇注的过程中铬铁矿砂本身发生固相烧结,有利于防止熔融金属的渗透,应用于大型铸钢件或合金钢铸件。