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九种常见的涂料应用问题及解决方案

2025-09-03 13:43

1. 涂层堆积

涂层堆积是指涂料施工后局部聚集,造成涂层厚度不均匀、砂型边缘模糊,多发生在流涂工艺中。

原因

  1. 涂层本身的特性:涂料为触变性流体,内部具有网状结构和屈服值,如果屈服值过高、粘度过大,将大大降低涂料的流动性,使涂料难以均匀流动,从而形成堆积。

  2. 施工流痕的影响:涂料流动过程中产生的流痕会随着涂料沿砂型表面流动,当遇到砂型上的沟槽等凹陷部位时,流痕所携带的涂料就容易在此堆积。

  3. 砂型放置角度不当:砂型倾斜角度过小,涂料在砂型表面的流动速度减慢,容易在低洼处停留、堆积。

  4. 流速不足:流涂时,涂料的输出流量太小,不能满足涂料在砂型表面均匀覆盖的要求,且多余的涂料易在局部堆积。

  5. 低压:流涂设备气压不足,导致涂料流出速度慢,涂料在砂型表面停留时间过长,逐渐堆积。

采取的措施

  1. 调整涂层性能和波美度:从现场操作角度,降低涂料的波美度。实践表明,流涂波美度控制在22~26之间时,流动性最佳;从涂料配方角度,优化组成,降低屈服值和粘度,提高流动性。

  2. 去除流痕:若已产生流痕,可用风筒对着流痕吹气,使多余的涂料随气流抹平;或用刷子蘸取适量稀释剂,轻轻擦拭流痕,使涂料分布均匀。

  3. 规范砂型放置角度:用吊车将砂型吊至涂料槽上方,调整砂型与水平面的夹角,保持在75-90度范围内进行流涂,保证涂料流动顺畅,减少堆积。

  4. 增加流速:通过增加流涂棒头和软管的截面积来提高流量。常规流涂棒头和软管多为4寸管。可以分别更换为4寸和6寸管,或者同时更换为6寸管,以扩大涂料输送通道。

  5. 调节气压:提高流涂设备的气压,以增大涂料流速。一般气压控制在0.4×10⁵Pa~0.6×10⁵Pa之间。此时涂料从流涂机流出速度可达100-200mm/s,既能保证合适的涂层厚度,又能避免因气压过大造成涂料飞溅。

2.涂层厚度不足

涂层厚度不足会降低涂层对基体的保护作用,影响铸件等产品的质量,不能满足使用要求。

原因

  1. 涂料流动太快:涂料粘度低,附着力差,施工后沿基材表面流动,没有形成足够厚度,导致涂层整体厚度不够。

  2. 涂层渗透过度:基体(如砂型)压实度不够,内部孔隙较大,涂料施涂后会大量渗透到基体内部,不能在表面形成足够厚度的涂层。

  3. 基材表面污染:砂型表面粘附有脱模剂,脱模剂会在砂型表面形成隔离层,降低涂料对砂型的附着力和渗透力,直接影响涂层厚度。

采取的措施

  1. 增加涂层粘度:在保证涂层流动性的前提下,适当增加涂层粘度,最大值不超过7s,以增强涂层附着力,避免涂层过度流动,保证涂层能在基材表面形成足够的厚度。

  2. 改善砂型压实度:通过优化砂型制造工艺,控制砂型紧实度在45%~55%之间,减少砂型内部孔隙,有效防止涂料渗透过量。

  3. 清洁基材表面:制作砂型前确保模具表面脱模剂充分干燥;若砂型局部粘附有脱模剂,应先用细砂纸将粘附脱模剂的部分打磨掉,然后再进行流涂施工。

  4. 明确涂层厚度标准:对于铸铁砂型湿涂层,根据铸件类型设定厚度要求:

    • 薄壁铸件:0.15mm-0.30mm

    • 中型铸件:0.30mm-0.75mm

    • 厚壁铸件:0.75mm-1.00mm

    • 特厚铸件:1.00mm-2.00mm

3. 涂层表面剥落

涂层表面剥落多发生在装配过程中,当操作人员用风管清理型腔内的浮砂时,涂层表面容易发生局部剥落,影响涂层的完整性。

原因

  1. 涂层强度不足:涂层中粘结剂含量太少,不能为涂层提供足够的粘结力,导致涂层强度低,在外力作用下(如气流冲击)易剥离。

  2. 涂层之间结合力差:在多次流涂时,前一层涂层与后一层涂层未完全结合,涂层之间存在分层现象,未形成整体,在外力作用下容易发生层间剥离。

采取的措施

  1. 增加粘合剂的比例:根据涂料配​​方的要求,适当增加涂料中粘结剂的用​​量,以增强涂层的粘结力,提高涂层强度,避免因强度不够而发生剥落。

  2. 优化点火和烘烤过程:涂层燃烧不充分,会影响层间结合。对于3吨以上的铸件,要合理控制点火时间:上盒流涂后3-5秒点火,下盒流涂后5-7秒点火;也可采用气火烘烤,但必须严格控制烘烤时间,防止烘烤过久造成涂层开裂。

4.铸件粘砂

铸件粘砂是铸造涂料施工中常见的问题,是指涂料或砂型与高温熔融金属发生化学反应,在铸件表面形成难以清除的物质,影响铸件外观及后续加工。

解决方案

  1. 优化涂层骨料组成:更换涂料中的骨料,选用高铝矾土粉、锆英石粉等耐火度高的填料,提高涂料的整体耐火度,增强涂料抵抗高温熔融金属的能力。

  2. 合理增加涂层厚度:在不超过涂层厚度最大值的前提下,适当增加涂层厚度,以提高涂层对砂型的保护作用,但要注意厚度过厚可能造成涂层结皮等铸件缺陷。

  3. 调整涂层波美度:提高流涂的波美度,以增强涂层的覆盖率,但最高波美度不超过28,避免因波美度过高而降低涂层的流动性,影响施工质量。

  4. 高温部件的定向涂层:对于局部过热的铸件,在流涂前,先在热点(铸件容易过热的部位)预涂一层耐火度较高的专用涂料,重点保护容易粘砂的部位。

5. 严重的流痕

严重流痕是指涂料施工后在基材表面留下明显的流动痕迹,造成涂层表面不平整,影响外观质量,常见于流涂和刷涂工艺。

原因

  1. 涂层流动性差:涂料粘度较大,流动性、流平性较差,向下流动时不能顺利滴落,在基材表面形成明显的流痕。

  2. 施工压力和距离不当:涂料流出时压力过高,流涂杆头与型腔表面距离过近,涂液强烈冲击涂层表面,破坏涂层平整度,造成痕迹不均匀。

  3. 流速不稳定:涂料输出流量较小且波动较大,造成型腔表面涂料覆盖不均匀,形成断续流痕。

解决方案

  1. 优化流涂操作方法:流涂时采用较大的流量输出,操作过程中应从上至下快速完成流涂,避免流涂棒头长时间停留在砂型表面,以减少流痕的产生。

  2. 提高涂料流动性:通过调整涂料配方或添加适量稀释剂来降低涂料粘度,改善涂料的流动性和流平性,使涂料能够均匀地覆盖在基材表面。

  3. 调整流涂距离:增大流涂棒头与型腔表面的距离,一般控制在18-25mm,避免涂液对涂层表面的冲击过大。

  4. 更换流涂棒头:采用扇形流涂棒头。扇形喷嘴可以使涂料喷涂范围更广、更均匀,减少局部涂料堆积,降低流痕产生的概率。

6. 层压板

层纹是指在型腔表面流涂时,由于多次流涂操作,在涂层表面形成明显的叠加纹理,破坏了涂层的完整性和平整性。

原因

  1. 砂型温度过高:混砂机刚做好的砂型温度较高,如果立即进行流涂,高温会加速涂层表面干燥,后续流涂的涂层与前次涂层不能充分结合,形成层间裂纹。

  2. 涂层粘度过高:涂料粘度较大,流动性差,多次流涂时,后道涂层难以遮盖前道涂层的痕迹,易形成叠加纹路。

  3. 流速不足和多次流涂:流涂流量较小,单次流涂无法满足涂层厚度的要求,需要多次流涂。每次流涂的涂层之间易形成边界,形成分层。

解决方案

  1. 控制砂型温度:砂型从混砂机流出后不要立即进行流涂,要根据砂型的实际温度,将其放置在空气中冷却一段时间,待温度降至合适范围(一般接近环境温度)后再进行流涂。

  2. 降低涂层波美度:通过添加稀释剂来降低涂层波美度,提高涂层流动性,使多次流涂后的涂层能够更好的融合,减少层痕。

  3. 优化流速和流动涂层数量:制作不同规格的流涂机,根据涂层厚度要求合理控制流量,选用扬程、流量稍大的泵,通过控制开关处的排料实现液体流量的可控,保证单次流涂即可达到要求的涂层厚度,避免多次流涂。

7. 涂料溅射

涂料飞溅是指在流涂过程中,涂料从流涂棒头喷出时产生液滴,飞溅到已形成的光滑涂层表面,形成斑点,影响涂层外观。

原因

流涂出口压力过高是造成涂料飞溅的主要原因,压力过高时,从流涂杆头喷出的涂料速度过快,与空气发生剧烈碰撞,形成小液滴飞溅在涂层表面。

解决方案

  1. 降低流涂出口压力:综合考虑涂料流出管道的厚度、长度、表面粗糙度以及流出位置等因素,将涂料流出压力P控制在不小于0.4×10⁵Pa的合理范围内,避免压力过高造成喷溅。

  2. 调整流涂角度:流涂时,应避免流涂棒头垂直于型腔表面,可适当倾斜流涂棒头,使涂料以平缓角度接触型腔表面,减少涂料飞溅。

8.砂型表面刮砂(起毛)

砂型表面划砂(俗称刮砂)是指由于铸型长期使用或抬模操作不稳定,导致砂型表面出现局部损伤、凹陷。流涂后,砂型表面平整度差,影响铸件外观质量。

解决方案

  1. 流涂前修复:用涂料膏将砂型划伤处填平。修补后不要立即进行流涂,需要放置一段时间,让涂料膏充分干燥,避免流涂后修补处起泡。此方法适用于划伤面积较大、损坏严重的情况。

  2. 流涂后修复:首先对砂型进行流涂。待涂料干燥后,用涂料膏修补砂型划伤部位,再用稀释剂抹平涂料膏,最后进行烧涂处理。此方法目前应用较为广泛,操作简便,可节省人工,并有效弥补因工装及前期操作造成的砂型表面缺陷。

9.涂层不均匀

涂层不均匀主要表现在流涂时砂型涂层出现上部薄、下部厚的情况,或局部厚度差别较大,影响涂层对砂型的保护作用及铸件质量。

原因

  1. 涂层触变性过强:涂料触变性过强,在流动过程中,其表观粘度随剪切时间的增加而下降,较长时间后方能达到一恒定值。若转为静态,则其表观粘度随静止时间的增加而逐渐增大。施工时,涂料易流动过度,造成砂型上部涂料流失过多,形成上薄下厚的局面。

  2. 流动性和倾斜角问题:涂料流动性差,不能均匀地覆盖砂型表面;或砂型倾角较小,涂料流速慢,易在底部堆积,造成涂料厚度不均匀。

  3. 涂层类型的特性:不同类型的涂料,对触变性的要求也不同,例如水性锆英粉涂料,如果触变率控制不当,容易出现涂膜不均匀的问题。

解决方案

  1. 控制涂层触变性:对于水性锆英粉涂料,控制触变率M在9%-12%的最佳范围内,既能保证涂层有良好的流平性,又能避免流淌过度,减少涂层上薄下厚的情况。

  2. 改善涂层流动性并调整倾角:通过优化涂料配方或添加流平剂等方法来改善涂料流动性;同时调整砂型倾斜角度,保证涂料能够均匀地流淌在砂型表面,减少厚度差异。


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