什么是涂料

《百度百科》对于涂料的定义：涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。

中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。

清华大学于震宗教授：“（简单来说）涂料就是用于成膜的物质。”

什么是铸造涂料：

铸造涂料是铸造生产过程中覆盖在铸型和砂芯表面以改善其表面耐火性、化学稳定性，隔离铸型材料与金属液体，从而改善铸件表面质量的铸造辅助材料。

铸型，包括砂型和砂芯、消失模、金属模等，其表面在金属浇注和凝固成型过程中与金属液体直接接触，铸型表面的质量对于铸件表面质量具有重要意义。在铸型表面施涂铸造涂料，以改善铸型表面质量，是保证获得优良铸件表面质量的最重要的和最有效的措施之一。随着现代工业生产对铸件的表面质量要求越来越高，铸造涂料的作用也越来越重要。

铸造涂料的使用过程：

在实际使用中，涂料要经过稀释、施涂、烘干（或点燃）和浇注等过程。涂料首先要经过添加水或有机溶剂并充分搅拌后，达到适合施涂的合适粘度（或波美度）。然后涂料通过某特定的施涂方法被涂覆在铸型或砂芯的表面，形成均匀一致并具有一定厚度（一般在0.1至0.5毫米或更厚）的涂层。随后还要通过烘干或点燃的方式去除所含的水或溶剂，并获得一定的常温强度。此后涂料层附着在铸型/砂芯表面，在浇注过程中承受着金属液体的冲击和压力，在铸型（芯）表面和金属液体间形成阻隔，从而帮助形成光洁无缺陷的铸件表面，起到改善铸件表面质量的作用。

涂料的施涂方法主要有浸涂、刷涂、流涂和喷涂等，这几种施涂方法的特点将在后面章节详细介绍。

铸造涂料的作用：

铸造涂料所起到的作用很多，既有共性又有专用性，按照其普遍性和适用性的高低排序，涂料可以起到以下作用：

1. 改善铸件表面光洁度（粗糙度）。砂型和砂芯所用的砂粒一般为50-100目（对应着粒径为0.3-0.15毫米），而涂料骨料的粒度一般在200目以下（小于0.075毫米）。将涂料涂覆与铸型表面后，可以明显改善铸型表面的粗糙度，使表面更光滑平整。与此相对应，铸件表面的粗糙度也会明显改善。有资料统计，不使用涂料的砂型铸造生产的铸件表面粗糙度一般为11-12级，铸件表面波峰和波谷的算术平均差为25-50微米，使用涂料的铸件表面粗糙度一般为8-9级，对应的算术平均差为3.2-6.3微米。
2. 防止铸件表面粘砂缺陷，减少清理工作量。这是铸造涂料最重要和最普遍的作用。在浇注温度下，铸型与金属液体会发生复杂的物理作用和化学反应，造成铸件表面缺陷，如粘砂、烧结等。而通过施涂涂料，可以隔离铸型与金属液体，涂层原材料与附加物在浇注过程中造成合适的气氛，或形成可以剥离的粘砂层，促使型砂砂粒或者粘砂层从铸件表面剥离，形成无粘砂或易清理干净的光表面。有关铸造涂料防止粘砂的原理比较复杂，请参见“涂料的工作性能”版块的相关内容。
3. 加固砂型表面，减少浇注时的冲砂现象。有些铸型本身的粘接强度不高，砂粒附着在铸型表面不牢固，如水玻璃砂型、潮模砂型，在浇注时砂粒容易被金属液流冲刷走，造成砂眼缺陷。施涂涂料，可以把砂粒锚固在铸型表面，减少了冲蚀的可能性。
4. 屏蔽作用：在浇注时，型芯砂中的某些物质在高温作用下会产生一些气体。比如，型芯中残留的水分会产生水汽或氢气，粘接剂等有机物质在浇注温度下会生成碳单质、一氧化碳或二氧化碳气体以及含氮的气体，固化剂会产生二氧化硫气体，等等。这些气体如果侵入到金属液体中，有很大可能会造成铸件气孔、球铁件表面球化不良、低碳钢件表面增碳等缺陷。涂料骨料颗粒比型砂细密，涂层透气性低；涂料中具有烧结能力的骨料或者助溶剂在浇注温度下可以烧结成致密的烧结层，屏蔽来自型芯的气体，减少形成气孔的以及表面球化不良、表面增碳的可能性。涂层烧结性越好、越致密，其屏蔽作用也越好。
5. 化学反应作用：涂料中添加一些具有反应性的物质，使其分别与砂型中在高温下产生的碳、氮、硫等元素或气体反应，从而减少这些有害元素或气体侵入到铸件中的可能性。化学反应作用和屏蔽作用往往共同起作用。请参见“专题与解决方案”的相关内容。
6. 隔热作用：涂料中添加某些热传导系数低的物质如云母粉等，可以阻挡和延缓铁水对砂芯的热作用，防止产生脉纹、毛刺等铸件缺陷。
7. 改善金属型的性能，扩大其使用范围。比如，金属型涂层可以使金属型具备一定的容让性，减少铸件内应力，防止开裂；提供绝热保护层以延长金属型的使用寿命，等等。
8. 铸件表面合金化和晶粒细化：在涂料骨料中添加某些金属微粉，使其与铸件本体作用而产生成分或金相的变化。如，在有色合金铸造涂料中添加金属粉末，可以作为晶核生长成晶粒，起到晶粒细化作用；在铸件厚大处的型腔表面刷上含铋的涂料，可以阻碍石墨化，防止产生缩松；刷上含碲的涂料可以在铸件局部产生白口组织，使铸件硬度高、更加耐磨。

使用涂料的经济效益

采用适用的涂料和施涂方法以减少铸件的清理工作量、改善铸件表面质量，是提高铸造生产效率和经济效益的最为有效的措施之一。据有关文献统计，铸件清理成本约占铸件生产成本的30%，而使用涂料后可以使铸件的清理成本降低一半，扣除约5%的涂料采购和使用成本，则总成本可以降低10%。此外，涂料的使用可以改善铸件表面质量，提升了铸件档次，提高了铸件销售价格，其经济效益更为明显。

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