球墨鑄鐵作為一種性能接近鋼的高強(qiáng)度鑄鐵材料，其制造成本低、延展性好、疲勞強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)良，具有優(yōu)異的機(jī)械加工和鑄造性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)床床身、閥門、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、活塞、氣缸等部件中。消失模鑄造技術(shù)作為一種無需分型面、無砂型制造復(fù)雜精密鑄件的近凈成形方法，被廣泛應(yīng)用在鑄鋼、鑄鐵、鋁合金、鎂合金零部件生產(chǎn)中。消失模球墨鑄鐵件，由于其碳含量高，凝固時(shí)存在石墨化膨脹等特點(diǎn)，鑄件常因涂料工作性能差而造成表面皺皮、縮孔和縮松、碳黑等缺陷。因此，改善消失模鑄造涂料性能便成為保證鑄件良品率至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

       在消失模鑄造生產(chǎn)中，涂料品質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)鑄件的質(zhì)量十分重要。消失模鑄造涂料應(yīng)具有良好的透氣性、強(qiáng)度、燒結(jié)性、剝落性等性能。目前普遍針對(duì)涂層工作性質(zhì)、涂層與 EPS分解產(chǎn)物作用機(jī)理、涂層對(duì)鑄件質(zhì)量的影響以及表面復(fù)合涂層等方面進(jìn)行研究，在涂料成分改進(jìn)、添加劑配比對(duì)涂料性能的影響、涂料制備工藝等。從消失模鑄造涂料的生產(chǎn)與使用來看，規(guī)范涂料生產(chǎn)制備流程，鑄件成品率較高；消失模鑄造涂料市場混亂，涂料配方成分復(fù)雜且昂貴，制備工藝繁瑣，甚至配方組成搭配錯(cuò)誤，不僅影響消失模鑄件成品率，還阻礙消失模鑄造技術(shù)和涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 消失模鑄造球墨鑄鐵對(duì)涂料的要求

球墨鑄鐵件澆 注 溫度通常在1380～1480℃，比鑄鋼件略低，球墨鑄鐵密度為7.3g/cm3，遠(yuǎn)大于鎂、鋁合金，因此球墨鑄鐵液充型過程中對(duì)涂層的熱、力作用比鎂、鋁合金更顯著。在消失模鑄造球墨鑄鐵環(huán)節(jié)，由于需要采用真空負(fù)壓工藝，涂層在工作狀態(tài)下，一方面涂層內(nèi)側(cè)需要抵抗高溫球墨鑄鐵液的動(dòng)壓力和靜壓力，同時(shí)涂層內(nèi)外側(cè)氣壓差較大，涂層高溫強(qiáng)度不足時(shí)容易引起鑄件表面凹陷甚至鑄件變形。球墨鑄鐵澆注溫度較高，EPS模樣迅速分解，分解產(chǎn)物中氣態(tài)產(chǎn)物占絕大多數(shù)，還包含少量液態(tài)產(chǎn)物及固體物。分解產(chǎn)物大量生成并充滿整個(gè)涂層型腔，為了避免因分解產(chǎn)物無法順利排出涂層而造成球墨鑄鐵件氣孔、皺皮、積碳等缺陷的發(fā)生，涂料應(yīng)具備良好的透氣性。在影響涂層強(qiáng)度和透氣性能方面，涂料性能指標(biāo)應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)。骨料的耐火度、燒結(jié)性以及骨料形狀、粒度等都對(duì)消失模鑄造涂料的強(qiáng)度和透氣性能產(chǎn)生直接影響。在涂料制備環(huán)節(jié)，耐火骨料的選擇尤為重要。 

2 消失模鑄造球墨鑄鐵涂料配方及工藝

耐火骨料作為涂料的主要組成部分，涂料的性能與耐火骨料的物理化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。懸浮劑的使用防止了耐火骨料在涂料中沉降，使涂料具有良好的觸變性。在澆注過程中，涂層需要經(jīng)受強(qiáng)烈的熱力作用，涂料配制時(shí)不同種類粘結(jié)劑復(fù)合使用保證了涂層具有在不同溫度范圍內(nèi)維持一定強(qiáng)度的能力。涂料從原材料到形成涂層要經(jīng)過制備、涂施和干燥3道主要工序。優(yōu)質(zhì)的涂料除具備良好的性能外，其工藝性能也很重要，涂料制備、涂施過程工序需簡單，方便操作，涂層表面平整，無針孔、裂紋等。 

3 球墨鑄鐵消失模鑄造涂料性能

3.1涂料強(qiáng)度

消失模涂層作為涂覆在模樣表面的一層耐火涂層，具有較高強(qiáng)度的涂層不僅可以提高模樣的強(qiáng)度和剛度，更可以作為金屬液與型砂之間的有效屏障，保證了涂層能夠承受得住高溫金屬液充型過程中帶來的動(dòng)、靜壓力及外界吸附壓力，并減少了鑄件機(jī)械粘砂，因此涂層強(qiáng)度是衡量涂料性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。

3.2涂料孔隙與透氣性研究

熔融金屬液澆注時(shí)，EPS模樣在高溫作用下迅速氣化分解，隨著金屬液前端向前推進(jìn)，分解產(chǎn)物從型腔中經(jīng)涂層排出，金屬液的充型和分解產(chǎn)物的排出處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。若涂層的透氣性太低，分解產(chǎn)物無法及時(shí)排出型腔，會(huì)導(dǎo)致鑄件皮下氣孔和積碳缺陷等。若涂層透氣性太高，充型速度較快，容易造成機(jī)械粘砂。隨著涂層厚度增加，涂料密度對(duì)透氣性影響將逐漸減小。高透氣性涂層具有更大的平均粒 徑和更寬的粒徑分布。

4 涂料對(duì)球墨鑄鐵件缺陷的影響

4.1涂料對(duì)鑄件表面皺皮缺陷的影響

消失模鑄造中，EPS模樣遇高溫金屬液分解過程中，所形成的液態(tài)分解產(chǎn)物浮在金屬液表面或粘在涂層上很難徹底分解。當(dāng)金屬液冷卻凝固時(shí)，分解殘留物的表面張力與金屬液存在差異，隨著鑄件收縮，在鑄件表皮形成波浪狀或滴流狀褶皺。

4.2涂料對(duì)鑄件積碳缺陷的影響

積碳缺陷是由于大量生成的碳吸附在涂層表面，無法排出型腔附著在鑄件表面積聚所致，通常在鑄件上體現(xiàn)為表面光亮的碳膜、鑄件凹處充滿碳黑等。消失模鑄造生產(chǎn)中，鑄件缺陷問題與模樣材料、鑄件成分、涂料和鑄造工藝等密切相關(guān)。

5 球墨鑄鐵消失模鑄造涂料的研究方向

球墨鑄鐵消失模鑄造，因其澆注溫度高，泡沫模樣發(fā)氣量較大需采用負(fù)壓實(shí)型鑄造。球墨鑄鐵液充型過程中涂層需要承受金屬液強(qiáng)力的沖刷作用和內(nèi)外界壓力差，高溫狀態(tài)下涂層必須具備良好的強(qiáng)度，以防止金屬液流動(dòng)過程中對(duì)涂層造成沖蝕而影響鑄件表面質(zhì)量，因此耐火骨料成分與性質(zhì)以及添加劑對(duì)涂料強(qiáng)度影響規(guī)律的研究成為提高涂料性能的關(guān)鍵。