Vol.16 No.3 蔡震升等：涂层烧结状态对离心铸钢管表面质量的影响 215, 由图4可见，孔洞内壁比较光滑，是涂层内气体贮存的场所，形成烧结层内的气孔· 烧结层内气孔的形成原因主要有两个：(1)涂料层的烧结.烧结后颗粒总表面积减少， 体系由此降低表面能以达到稳定平衡状态，正是体系内部的烧结，使填料颗粒之间聚结、 长大，长大过程中填料颗粒的蠕动为孔洞的形成提供了条件，(2)涂层在高温作用下，会 产生一定量的气体·当气体达到一定压力后便可能进人金属液内，如果在金属液凝固过程 中来不及通过浮力作用排出这种气体，则可能在铸件内产生气孔·气体向金属液表面渗人 的同时，也会由涂层内侧向外侧传渗，由于烧结层较致密，传渗很困难，这样气体仍在填料 颗粒之间的细小空隙中聚集起来，随着气体的不断聚集，气体压力越来越大，加上填料颗 粒之间有高温蠕动，使得气孔不断长大·气孔的形状与烧结程度有关，烧结得越好，气孔 形状越圆整.总之，烧结层中的气孔是涂层发气和填料颗粒高温蠕动、烧结的结果， 2.3涂层烧结状态与铸管表面气孔形成的关系 涂层在高温下都有一定发气量，涂层发出的气体形成-一定压力后，有向铸管表面和涂层 内传渗两个方向，使铸管表面产生气孔缺陷的主要因素是涂层的导热能力、烧结温度、烧结 速度、金属液的冷凝速度· 涂层的导热能力好，金属液冷凝速度大，同时烧结层厚度也大；烧结温度低，则烧结程 度高，烧结层致密；烧结速度快则涂层致密度会过早地提高·这些都不利于气体通过烧结层 向外侧传渗·气体对金属液的侵人也是有条件的，即气体必须达到一定临界压力后，才能侵 入到铸管内部，因此比较理想的情况是，在铸管未完全凝固之前，涂层烧结层很薄.涂层发出 的气体很容易通过涂层传到近模筒一侧，贮存在比较疏松的涂层耐火填料颗粒之间·这样近 铸管处气体的压力就相应地减小，使气体达不到侵人铸管表面的临界压力，从而可有效地阻 止铸管表面产生气孔· 下面就C,至C,涂层烧结状况与铸管表面质量之间作一对比分析· C、C,涂层为锆英石粉为主的涂层，锆英石粉导热性能好、烧结温度低、烧结速度快，使 致密的烧结层迅速形成，加上涂层导热快后，金属液冷凝速度快.这些都不利于气体的排出， 故C、C,铸管表面有细小针孔出现，但C、C,铸管因金属液冷凝快而表面比较光洁、无粘 砂现象· C。,C,涂层为石英粉为主的涂层，石英粉导热性能差、不容易烧结，故烧结层厚度大为 减薄，气体通过薄薄的烧结层逸出的阻力很小·气体达到一定压力后便通过烧结层朝模筒方 向逸出并贮存在烧结层的孔洞之中.烧结层中气孔的存在图4已经观察到了，这样铸管表面 不会出现气孔·又由于C。、C,涂层的导热性差，金属液冷凝慢，生产出的铸管表面不光 洁，粗糙度大· C,C涂层则介于C、C,和C6、C,之间，此时涂层的导热性能、烧结程度和金属液冷 速均较适中，生产出的铸管表面无气孔、光洁度好· C,涂层为刚玉粉涂层，刚玉粉导热性能虽较好，但烧结温度高，涂层内外侧均不烧 结、不致密，有利于气体由铸管一侧向模简方向排逸·生产出的铸管表面无气孔，比较光 洁，但由于烧结不好，涂层从铸管表面剥离时，有薄薄的粘砂层存在· (下转234页)Vo l . 16 N o . 3 蔡震 升等 : 涂层 烧结状态 对离心 铸钢管表面质量 的影 响 · 2巧 由图 4 可 见 , 孔 洞 内壁 比较光 滑 , 是涂 层 内气 体贮存 的场 所 , 形 成烧 结层 内的气孔 . 烧 结层 内气孔 的形 成 原 因主要有 两个 : ( l) 涂 料 层 的 烧 结 . 烧 结 后 颗 粒 总 表 面 积 减 少 , 体系 由此 降低表 面能 以 达 到稳定 平衡 状态 . 正 是 体 系 内 部 的烧 结 , 使 填 料 颗粒 之 间 聚 结 、 长大 , 长大 过 程 中填 料颗 粒 的蠕 动 为孔 洞 的形 成 提供 了 条 件 . (2) 涂 层 在 高温 作 用下 , 会 产 生一定 量 的气体 . 当气 体达 到 一 定 压力 后 便 可能 进 人 金 属 液 内 , 如 果 在 金 属液凝固过 程 中来不 及通过 浮 力 作 用 排 出这 种 气体 , 则 可 能在 铸 件 内产 生气 孔 . 气体 向金 属液表 面渗 人 的 同时 , 也 会 由涂层 内侧 向外 侧传渗 . 由于烧 结层较致 密 , 传渗很 困难 , 这 样气 体仍在填料 颗粒 之 间的细小 空 隙中聚集 起来 . 随着气体 的不断 聚集 , 气 体 压 力 越 来 越 大 , 加 上 填料 颗 粒 之 间有高温 蠕动 , 使得气 孔不 断长 大 . 气孔 的形 状 与烧 结 程 度 有 关 , 烧 结 得越 好 , 气 孔 形 状越 圆整 . 总 之 , 烧结层 中的气孔 是涂层 发气和 填料 颗粒 高温蠕 动 、 烧结 的结 果 . 2 . 3 涂层烧结 状态 与铸管表面气孔形 成的关 系 涂层 在高 温下 都有一 定发气量 , 涂层发 出的气体 形成一 定压力 后 , 有 向铸 管 表 面和涂 层 内传 渗两个方 向 . 使铸管表 面产生气孔缺 陷的主要 因素是涂 层 的导热 能力 、 烧结 温度 、 烧结 速度 、 金属液 的冷 凝速度 . 涂层 的导热 能力好 , 金属液冷凝 速度大 , 同 时烧 结层 厚度也大 ; 烧 结温 度低 , 则 烧结 程 度高 , 烧结 层致 密 ; 烧结 速度快则 涂层致密 度会过 早地提 高 . 这些 都不利于 气体 通过 烧结层 向外 侧传 渗 . 气 体对金属 液 的侵人 也是有条 件的 , 即气体必 须达到 一定 临界 压力 后 , 才能侵 人到 铸管 内部 . 因 此 比较理 想 的情 况是 , 在铸管未完全凝 固之 前 , 涂层烧结层很薄 . 涂层发出 的气 体很容 易通 过涂层传到 近模筒 一侧 , 贮存在 比 较疏松 的涂层 耐火 填料颗 粒 之间 . 这样近 铸管 处气 体的压 力就相应地 减小 , 使 气体达 不 到侵 入铸管表 面 的临界 压力 , 从而 可有 效地 阻 止铸 管表 面产生 气孔 . 下面 就 C : 至 C 7 涂层烧结 状况 与铸 管表 面 质量 之 间作一 对 比分 析 . C I 、 C Z 涂层 为错英 石粉为主 的涂层 . 错 英石 粉 导热性 能好 、 烧结温 度低 、 烧结速度快 , 使 致密 的烧结 层迅速形 成 . 加 上涂层 导热快后 , 金属液冷凝速度快 . 这些都 不利 于气体 的排 出 , 故 C l 、 C Z 铸 管表面有 细小针孔 出现 , 但 C l 、 C Z 铸管 因 金属 液冷 凝快而 表 面 比 较 光 洁 、 无 粘 砂现 象 . C 6 、 C 7 涂层 为石英粉 为主 的涂层 . 石英粉 导热性 能差 、 不容 易烧 结 , 故烧 结层厚 度大 为 减薄 , 气体通过 薄薄 的 烧结层 逸 出的阻力很 小 . 气 体达到 一 定压 力后便 通 过烧 结层朝 模筒 方 向逸 出并贮存在 烧结层 的孔 洞 之 中 . 烧 结层 中气孔 的存 在 图 4 已 经观 察到 了 , 这样铸 管表 面 不 会 出现 气孔 . 又 由于 C 6 、 C : 涂 层 的 导 热性 差 , 金 属 液 冷 凝 慢 , 生 产 出 的铸 管 表 面 不 光 洁 , 粗糙度 大 . C 3 、 C S 涂层 则介于 C l 、 C : 和 C 6 、 C 7 之 间 , 此 时涂 层 的导热性 能 、 烧 结 程 度 和 金 属 液 冷 速均较 适 中 , 生产 出的铸 管表 面无气 孔 、 光 洁度 好 . C 4 涂层 为 刚玉 粉 涂 层 , 刚玉 粉 导 热性 能虽 较 好 , 但 烧 结 温 度 高 , 涂 层 内外 侧 均 不 烧 结 、 不致 密 , 有利 于 气体 由铸 管一侧 向模筒 方 向排 逸 . 生 产 出的 铸 管表 面 无气 孔 , 比较 光 洁 . 但 由于烧 结不 好 , 涂 层从 铸管表 面剥 离时 , 有 薄薄 的粘砂 层存 在 . (下 转 234 页 )