AL-Mg合金因密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、成形性和導(dǎo)熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、航空航天和國(guó)防等領(lǐng)域。壓鑄是AL-Mg合金鑄造生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種工藝，具有鑄件精度高、表面粗糙度低（精度可達(dá)７級(jí)，粗糙度可達(dá)6.3μｍ）、力學(xué)性能好、生產(chǎn)效率高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但是，在生產(chǎn)過(guò)程中，壓鑄模表面要承受巨大的熱沖擊和高溫金屬液沖刷，會(huì)引起模具壁熱疲勞而過(guò)早報(bào)廢。另外，模具壁還會(huì)發(fā)生成分轉(zhuǎn)變，使基體體積長(zhǎng)大，導(dǎo)致型腔變形，從而大大縮短了模具使用壽命。為了延長(zhǎng)壓鑄模使用壽命和提高壓鑄件良品率，可以在模具表面涂覆一層高性能防護(hù)涂料，但是，普通涂料無(wú)法承受高溫煅燒和金屬液體的反復(fù)沖刷。因此，研制一種耐火度高、抗裂性能優(yōu)異、潤(rùn)滑性優(yōu)良的保溫涂料就非常必要。

        AL-Mg合金壓鑄涂料主要應(yīng)用于壓鑄領(lǐng)域，將其涂覆在預(yù)熱至200～300℃的壓鑄模表面，具有以下作用：

        ①當(dāng)涂料涂覆于模具表面后，隨著水分揮發(fā)，在模具表面形成一層微米級(jí)薄膜，它將金屬液和模具隔離開(kāi)，防止金屬液滲入模具表面造成粘模，同時(shí)可以防止?jié)沧�時(shí)發(fā)生沖模和夾料現(xiàn)象；

        ②可大幅度減輕高溫AL-Mg合金液澆注時(shí)對(duì)壓鑄模沖擊和對(duì)型腔表面沖刷，提高模具使用壽命；

        ③由于模具表面粗糙度極大地影響著鑄造過(guò)程中的保溫性能，通過(guò)選用不同粒徑的原料砂粒配制涂料，可調(diào)節(jié)鑄件表面光滑程度來(lái)滿足鑄造過(guò)程中對(duì)保溫性能的要求；

        ④根據(jù)使用不同性能涂料來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱阻，控制鑄件的冷卻速度，保證其組織和性能達(dá)到要求；

        ⑤壓鑄涂料有一定的潤(rùn)滑作用，可改善金屬液填充條件，減少鑄件冷隔、厚薄不均等缺陷。

 

        AL-Mg合金壓鑄涂料主要由耐火骨料、載液、懸浮穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑、分散劑及其他配料組成。各組分用高速剪切分散機(jī)使其分散均勻，制備成膏狀，在涂掛和機(jī)械噴涂過(guò)程中發(fā)揮綜合作用。

 

        (1) 耐火骨料：耐火骨料是AL-Mg合金壓鑄涂料的主要組成部分，它在涂料中比例高達(dá)40％～80％，具有隔離、絕熱和調(diào)節(jié)表面粗糙度等作用。耐火骨料對(duì)涂層耐火度和熱化學(xué)穩(wěn)定性影響尤為明顯。同時(shí)，選用粉料時(shí)還應(yīng)綜合考慮其他因素，如粒度、密度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、發(fā)氣量、來(lái)源及價(jià)格和對(duì)人體與環(huán)境的危害等。耐火骨料的選擇由合金的種類決定，AL-Mg合金鑄件多采用剛玉、石英和高嶺土等混合骨料。

 

        根據(jù)工藝要求和配方選擇原則 ，并在大量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上， 篩選出了合適的耐火骨料、 載液、 懸浮穩(wěn)定劑、 粘結(jié)劑和助劑。 接著又對(duì)它們進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)， 得到了性能穩(wěn)定的配方。 在此基礎(chǔ)上， 又進(jìn)行了多次鋁合金壓鑄實(shí)際測(cè)試， 改進(jìn)和篩選出了最后的配 方 （ 質(zhì) 量 分 數(shù)）為：

20% ～25%的剛玉，8% ～12%的高嶺土，20% ～25% 的膨潤(rùn)土，0.2%～0.5%的 聚乙烯醇，7% ～15% 的 硅 溶膠， ＜0.2% 的助劑，余為水。 解決了生產(chǎn)中出現(xiàn)的保溫效果差和穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

 

3、AL-Mg合金壓鑄涂料的制備過(guò)程采用
        剛玉、石英和高嶺土等混合骨料作為 耐火骨料， 水作為載液，膨潤(rùn)土作為懸浮劑， 聚乙烯醇（ 聚合度為1750±50） 作為粘結(jié)劑， 還有其他助劑。

        將預(yù)制的剛玉、石英和高嶺土的混料、膨潤(rùn)土、聚乙烯醇的水溶液、硅溶膠和助劑按照試驗(yàn)設(shè)定比 例依次加入容器中 ， 用高速剪切機(jī)分散1h， 得到所需 涂 料。 將分散均勻的涂料與水按照1:50 的比例稀釋后， 加入到高壓涂料噴槍中 ， 震蕩后制成可現(xiàn)場(chǎng)使用的壓 鑄涂料。
 

        將配制好的涂料均勻噴涂在壓鑄模表面， 按保溫性能要求在不同部位噴涂相應(yīng)厚度的涂料。 當(dāng)涂料噴涂在預(yù)熱到200~300℃ 的壓鑄模表面時(shí)， 水分立即揮發(fā)，在模具表面形成一層微米級(jí) 保溫涂層， 使鑄件輕松從模具中取出 ， 并有效地保證了鑄件表面粗糙度 和完整性。

其脫模效果見(jiàn)圖1。從圖１中可以看到，鑄件表面光潔锃亮， 棱角飽滿無(wú)缺陷，表明涂料能夠達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)中的脫模要求， 效果良好。

圖1 采用自制的脫模劑生產(chǎn)的壓鑄件實(shí)物圖

        采用劃痕法 測(cè)試粘附性能： 將40mm×100mm金屬 基 板 在 200~300 ℃ 下 預(yù) 熱 10min， 接 著 將 按1:50（ 涂料∶ 水）稀釋的涂料噴涂到金屬板上， 靜置10s， 放入100℃ 烘箱中烘24h。 將烘干的樣品取出 ， 冷卻至室溫， 用刀片在烘干的涂料表面刻劃， 根據(jù)表面劃痕的寬度、 深度以及表面破壞情況來(lái)評(píng)價(jià)涂料 粘附性能。

        測(cè)試結(jié)果表明 ， 按配方生產(chǎn)的涂料粘附性能與標(biāo)樣相當(dāng) ， 達(dá)到生產(chǎn)要求的粘 附程度。

4.3   自制涂料與國(guó)內(nèi) 外同類產(chǎn)品性能對(duì)比
將自制涂料與國(guó)內(nèi)外同 類產(chǎn)品脫模效果進(jìn)行比較，其結(jié)果見(jiàn)表1：       

表1自制涂料與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品性能對(duì)比

 

        由表１可知，自制涂料性能可以與國(guó)外產(chǎn) 品在粘附性、 穩(wěn)定性和耐腐 蝕性等性能上相媲美， 而明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品 。

        采用通用耐火骨料、 載液、 懸浮穩(wěn)定劑、粘結(jié)劑、分散劑及其他 配 料， 按一定配比制備耐高溫壓鑄涂料。該涂料具有良好的懸浮性、 涂覆性、 潤(rùn)滑性和附著強(qiáng)度，可以延長(zhǎng)模具使用壽命， 縮短生產(chǎn)周。