目前，國內許多廠家在應用消失模工藝生產高錳鋼鑄件時，多采用石英砂作為造型材料，所用的涂料大都是水基鎂砂粉，剛玉粉、鋯英粉等涂料，不僅成本高，而且許多性能也不夠理想。因此，必須開發與研制性能優良，成本低廉，而且適用于消失模鑄造生產高錳鋼鑄件的涂料及造型材料。
為此，我廠于1998年7月開展了一系列的試驗與試生產工作。經過試驗，采用鎂橄欖石粉作為骨料配制的水基鎂橄欖石粉涂料以及用鎂橄欖石砂作為造型材料生產高錳鋼鑄件取得了較好的效果。
1 鎂橄欖石砂(粉)的性能
鎂橄欖石砂與傳統的石英砂相比有如下特點：
(1)導熱性能好，熱膨脹緩慢均勻，不易產生夾砂。
(2)無游離的SiO2存在，無硅塵危害，澆注時無CO氣體產生，生產環境良好。
(3)耐火度高(1 700 ℃)，抗金屬氧化物侵蝕能力強，特別對高錳鋼鑄件有很高的化學穩定性，能有效防止鑄件的化學粘砂和機械粘砂，鑄件表面光潔，輪廓清晰，尺寸準確，合格率高。
(4)回收利用率高。
此外，用鎂橄欖石粉作為涂料具有觸變性好，屈服值適宜、懸浮率高，易涂掛，涂層強度高，高溫爆熱不開裂、抗粘砂性強、鑄件表面光潔、涂層燒結成殼自行剝離等優良性能，其化學成分及物理性能，見表1、表2。
表1 鎂橄欖石砂(粉)化學成分
Tab.1 Composition of forsterite sand/powder %
| 粒徑/mm | MgO | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Cr2O3 | 其余 |
| 0.300～0.212 | ≥45 | ≤40 | ≤3 | ≤11 | 不限 | ≤1 |
| 0.850～0.212 | ≥40 | ≤40 | ≤3 | ≤11 | 不限 | ≤1 |
|
表2 鎂橄欖石砂(粉)物理性能 |
| 名稱 | 無粒度 | 微粒 | 水分 | 耐火度 | 灼減量 | 真密度 |
| 鎂橄欖石砂(粉) | ≥75% | 3% | ＜0.5% | 1700℃ | ≤3% | 3.0 |
|
表1、表2中的數據顯示，鎂橄欖石砂(粉)屬堿性，抗堿性熔渣能力強，而且耐火度高，能抵御高錳鋼金屬液體的沖刷，同時成本較低，將其應用于高錳鋼鑄件的消失模鑄造中已顯示出優越性。 2 鎂橄欖石粉涂料 隨著消失模鑄造工藝的發展和應用，涂料技術在整個工藝中的地位顯得越來越重要。涂料能提高泡沫塑料模樣的強度和剛度，防止在填砂振動時模樣破壞或變形，防止金屬液滲入型砂或鑄型塌陷，保證鑄件的表面光潔。涂料性能的好壞及成本的高低直接影響到鑄件的品質以及產品的經濟效益。經過無數次的試驗，選定了1個比較合理的配制方法，效果十分理想。高錳鋼屬堿性金屬液，因此需配制堿性較強的涂料，配比，見表3。 表3 鎂橄欖石粉涂料配比 |
| 鎂橄欖
石砂(粉) |
鈉基膨 潤土 kg |
無水碳 酸鈉 g |
CMC kg |
粘結劑 kg |
乳白膠 kg |
水 |
| 100 kg | 6～10 | 1～3 | 0.5～1 | 2～3 | 3～4 | 適量 |
| 2.1 混制工藝 粘結劑+鎂橄欖石粉 無水碳酸鈉+膨潤土攪勻入罐+CMC+乳白膠攪拌4 h出料。 2.2 涂敷工藝 采用浸涂及刷涂相結合的方法涂敷涂料。先用浸涂的方法進行大面積浸涂，局部涂掛不良之處，再進行刷涂，然后將其平穩地放入烘房進行烘烤，烘干溫度為45～50 ℃。烘干后再刷第2遍，使涂層厚度在1～2 mm以內。第1遍涂料稍稀一點，第2遍、第3遍涂料里應適當加入發泡劑以增加涂層的透氣性。 用鎂橄欖石粉配制的涂料成功地生產了磁性襯板(最小8 kg，壁厚8 mm)、電鏟斗齒(130 kg)、球磨機襯板、格子板等十幾種，最大的有300多公斤，鑄件表面光潔、平整、無粘砂現象。 3 鎂橄欖石砂造型 石英砂因其成本低廉，倍受國內許多鑄造廠家的青睞。石英砂屬酸性材料，其中的SiO2極易與呈堿性的高錳鋼金屬液中的MnO發生化學反應，生成低熔點的化合物，從而造成嚴重的化學粘砂，影響鑄件的外表光潔度，有些甚至造成鑄件的報廢。因此，在高錳鋼的消失模鑄造中，采用石英砂作為造型材料是不適宜的。 鎂橄欖石砂屬堿性材料、耐火度高，而且價格適中，同時不會產生硅塵污染，用鎂橄欖石砂生產高錳鋼鑄件將不會產生以上現象，鑄件的表面光潔度大大提高，且澆注后90%的砂子還可以回用。 2年多的生產實踐證明，該鎂橄欖石砂是生產高錳鋼件理想的造型材料。 4 效益 以鎂砂粉涂料為例，其中的骨料為電熔鎂砂粉3 000～3 400元/t，而鎂橄欖石粉為400～600元/t，僅骨料每噸可節約2 600～2 800元/t。從中計算出每噸高錳鋼鑄件可節約涂料費用52～56元。再加上因使用鎂橄欖石砂而降低廢品率所節約的費用，經濟效益是十分可觀的。 作者簡介：陳淑英(1965- )，女，陜西楊陵人，工程師，學士. 參考文獻 ［1］葉升平，羅吉榮，等.消失模鑄造涂料性能測試新方法［J］.鑄造技術，1999(1)：29～31 轉載 |