水玻璃型壳涂料的控制与管理

熔模铸造水玻璃面层涂料的配制与管理

潘玉洪

摘要：

涂料是型壳的重要组成部分。面层涂料的质量直接影响型壳的面层质量、透气性，以及铸件的表面质量。由于涂料中硅胶的自发凝聚，粉料的重力下沉，水分的蒸发，以及加入活性剂等因素，使涂料成为一种不均匀、不稳定的多项体系；其中任何一项发生变化都会直接影响到涂料的质量。

作者在参加编制熔模铸件部颁标准、编著《熔模铸造缺陷图册》，以及随后参加编写《熔模铸造缺陷手册》期间，在各地典型的熔模铸造车间看到了生产车间操作工配置水玻璃面层涂料时主要控制涂料的粘度，而忽视其它的参数。

作者对影响面层涂料质量的各种因素，进行了大量的、比较全面的实验；指出了影响面层涂料质量的三项关键因素：合理的配比、合适的温度和合格的粘度；而且这三者之间有着密切的关系。提出了在生产中检测面层涂料质量的方法，以及配制面层涂料的有效方法及管理途径。对生产有现实、指导意义。

关键词：水玻璃型壳；面层涂料；配制与管理

1.引言

众所周知熔模铸造面层涂料质量的重要性，国内外熔模铸造工作者也做了大量的实验研究，提出了一些新的控制方法；然而，现场又是如何控制的呢？

实际上生产车间操作工配置水玻璃型壳的面层涂料时有两种方法：

一是按照工艺规定：在磅秤上事先称量水玻璃和石英粉的重量，边搅拌水玻璃边加入石英粉，加入全部石英粉后再加入适量的添加剂并搅拌30分钟，静置1～2分钟；用粘度计检测其粘度。

二是操作工凭借经验：操作工不称量水玻璃和石英粉的重量，直接把水玻璃倒入涂料桶，边搅拌水玻璃边加入石英粉，认为“差不多”时，用粘度计检测粘度；根据测量的粘度再适量添加水玻璃或石英粉，再加入适量的添加剂并搅拌30分钟，静置1～2分钟；粘度在工艺范围就可以了。那么：

1.1 影响面层涂料质量的主要因素有哪些？

1.2上述配置涂料的方法是否合理？

1.3 生产中如何配制面层涂料？

1.4 生产中如何控制和管理涂料，稳定涂料的质量？

为此，作者做了如下有关、大量的实验验证工作。

2.影响涂料粘度的因素

2.1 水玻璃的粘度

水玻璃的粘度与其模数、比重和温度有关，并受其影响；为此，做了如下的三组实验：实验一：

【实验目的】

探讨水玻璃模数与其粘度的关系。

【实验条件】

选用四种不同模数的水玻璃；

水玻璃的比重d＝1.28；

T＝14℃；

粘度计：V＝100ml，￠＝6mm。

【实验过程和结果】

用粘度计分别检测四种不同模数水玻璃的粘度，结果如表1和图1：

图1 水玻璃模数与其粘度的关系曲线

【实验分析】

在水玻璃的比重和温度相同的情况下，水玻璃的粘度随着模数的增加而提高。

实验二：

【实验目的】

探讨水玻璃比重与其粘度的关系。

【实验条件】

选用六种不同比重的水玻璃；

水玻璃的模数M＝3.2；

T＝13℃；

粘度计：V＝100ml，￠＝6mm。

【实验过程和结果】

用粘度计分别检测六种不同比重水玻璃的粘度，结果如表2和图2：

图2 水玻璃比重与其粘度的关系曲线

【实验分析】

在水玻璃的模数和温度相同的情况下，水玻璃的粘度随着比重的增加而提高。实验三：

【实验目的】

探讨水玻璃温度与其粘度的关系。

【实验条件】

选用六种不同温度的水玻璃；

水玻璃的模数M＝3.4

水玻璃的比重d＝1.28；

粘度计：V＝100ml，￠＝6mm。

【实验过程和结果】

用粘度计分别检测六种不同温度水玻璃的粘度，结果如表3和图3：

图3 水玻璃温度与粘度的关系曲线

【实验分析】

在水玻璃的模数和比重相同的情况下，水玻璃的粘度随着温度的提高而降低。

【实验小结】

综上所述，水玻璃的粘度与其模数、比重和温度有关；并且随着模数和比重的增加而提高，随着温度的升高而降低。

2.2 石英粉

涂料粘度与加入石英粉的粒度、粒度分布、粒形，以及含水量等因素有关；为此，作者做了如下三组实验：

实验一：

【实验目的】

探讨石英粉粒度与涂料粘度的关系。

【实验条件】

水玻璃模数M＝3.2，d＝1.28；

T＝14℃；

配比为1：1.15；

使用200目、240目和270目三种筛；

粘度计。

【实验过程与结果】

选用同一产地、不同批次的3种石英粉（270目），按照水玻璃：石英粉＝1：1.15配置涂料，搅拌30分钟后，静置1～2分钟，用粘度计检测3种涂料的粘度，结果如表4：表4 石英粉粒度与涂料粘度的关系

注：＋：残留在筛中；－：通过筛孔。

【实验分析】

同样是270目的石英粉，其粒度越细，粘度越高。

实验二：

【实验目的】

探讨石英粉的粒度分布对涂料粘度的影响。

【实验条件】

选用不同产地、商品目数均为270目的7种石英粉；

水玻璃M＝3.4；d＝1.28；

配比为水玻璃：石英粉＝1：1

T=22℃；

粘度计。

【实验过程与结果】

选用上述7种石英粉，都用270目筛过后（条件所限，无法准确检测其中具体的粒度发布）再按照上述配比、配置7种涂料，分别搅拌30分钟后，静置1～2分钟，用粘度计检测其粘度；结果如表5：

【实验分析】

目前国内的生产条件还不能人为的控制石英粉的粒形和粒度分布，尽管商品目数相同，配置的涂料粘度仍然差别很大。生产中应事先验证、再选用合适的石英粉。

实验三：

【实验目的】

石英粉的含水量对涂料粘度的影响。

【实验条件】

选用商品目数为270目、人为调配不同含水量的3种石英粉；

水玻璃M＝3.4；d＝1.28；

配比为水玻璃：石英粉＝1：1

T=21℃；粘度计。

【实验过程与结果】

选用不同含水量的3种石英粉，按照上述要求配置3种涂料，分别搅拌30分钟后，静置1～2分钟，用粘度计检测其粘度；结果如表6和图4：