耐火骨料的烧结
耐火填料在浇铸温度下,大部分会维持原有的形态(固态颗粒),但也会生成少量的液态物质,这些液态物质主要是:
1, 氧化亚铁(FeO)以及FeO与SiO2反应所产生的铁橄榄石。比如:锆英粉在1540度以上会发生分解反应,析出无定形二氧化硅和氧化锆;铬铁矿粉受热分解出氧化亚铁和氧化铬等。氧化亚铁的熔点是1350度,铁橄榄石的熔点是1250度,在一般浇铸温度下均呈液态。
2, 其它氧化物与铝硅酸盐发生反应生成的低熔点物质,在浇铸温度下呈液态存在。
3, 涂料本身存在或添加的低熔点物质,如作为悬浮剂的黏土,矿化剂(助熔剂),其它杂质等。
这些液态物质的产生会导致耐火骨料的烧结。
2, 少烧结或轻度烧结:出现少量液相,耐火骨料的颗粒仍然呈颗粒形状。依液体物质来源不同而分为:
自烧结:依靠骨料颗粒表层熔化而烧结。比如,像锆英粉这样的耐火材料具有很高的熔点,浇铸温度下仍能保持颗粒状,其颗粒间空隙被生成的玻璃相填充,使得锆英粉涂料层很致密,有效抵抗金属渗透,这可能是锆英粉涂料具有很好的防粘砂效果的原因之一。
助烧结:依靠其它低熔物粘结成陶瓷态,具有高耐火度和结温度的特点。比如,人们常在白刚玉涂料中添加少量低熔点物质,促进刚玉在较低的温度下烧结,获得更好的防粘砂效果。
高度烧结:相当多的耐火骨料被熔化,形成玻璃体,涂料层呈陶瓷态或高粘度的玻璃态, 能抵抗金属液渗透。当骨料的耐火度比较低时常出现这种情况。
烧结层本身是否会粘附在铸件表面上而形成化学粘砂,有下面几个可能性:玻璃体与金属基体间直接粘结在一起,则形成化学粘砂。烧结层与金属基体间存在一个隔离层(氧化物薄膜或光亮碳隔离层),但隔离层的厚度小于某临界值(一般认为是0.1毫米),则形成化学粘砂。薄膜或隔离层厚度大于某临界值(0.1毫米),同时玻璃体与铸件本身的收缩率不同,则易于剥落,从而形成光洁而无粘砂的铸件表面;如果收缩率差别小,收缩时产生的应力小于玻璃体与基体间的附着力,仍然会形成化学粘砂。
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