浸滲劑類型的選擇以及鑄造缺陷形成原因

{一},、浸滲劑類型的選擇

伴隨著浸滲技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，化學(xué)工業(yè)也急劇發(fā)展,，這又了浸滲劑的研究與,，種類繁多，用途廣泛,，性能優(yōu)良的浸滲劑不斷出現(xiàn),。

較初被廣泛應(yīng)用的一種浸滲設(shè)備是硅酸鈉類(俗稱水玻璃)浸滲劑，由于此類浸滲劑屬于硅酸鹽,，也稱無機(jī)浸滲劑,，屬于前一代浸滲劑，它的水溶液含水60%以上,。

用水玻璃做浸滲劑始于上個(gè)世紀(jì)30年代,，能夠承受500℃以上的高溫是其較大的優(yōu)點(diǎn),，同時(shí)其具有耐油的特性。

但相對(duì)于優(yōu)點(diǎn)則為顯著,，因其粘度高導(dǎo)致浸滲過程慢長(zhǎng),、浸滲后零件難清洗、固化速度慢滲漏率高而需多次重復(fù)浸滲等等,。

以上這些缺點(diǎn)均是由它的化學(xué)成分決定的：酸鹽浸滲劑里面含有60%以上的水分子,，而其浸滲密封是靠對(duì)其加熱脫水后的剩余物(硅酸納Na2SiO3)來密封微孔，但這時(shí)的硅酸鈉鹽體積變小,，不能對(duì)孔隙形成的封堵,，這就是其需反復(fù)浸滲的原因。

2,、無機(jī)浸滲的固化機(jī)理為物理變化,，屬于可逆反應(yīng)。

假設(shè)一件浸滲后修補(bǔ)好的工件存放在一個(gè)足夠濕度的環(huán)境當(dāng)中,，這時(shí)硅酸鈉鹽能夠吸收空氣中的水分子,，時(shí)間長(zhǎng)了工件表面會(huì)“流鼻涕”。

這就是水玻璃吸水后還原反應(yīng),。

3,、固化物。

水玻璃的脫水固化物,，這是一種類似細(xì)石沙的無機(jī)鹽粉狀物,，毫無物理強(qiáng)度。

總之,，無機(jī)浸滲劑的性,、差，已在大多數(shù)場(chǎng)合被淘汰,。

聚醋類浸滲劑屬于二代浸滲劑,，其于二十世紀(jì)四十年代開始使用，其具有密封效果良好,、耐化學(xué)腐蝕性和能承受溫度達(dá)204℃的特點(diǎn),，但它的缺點(diǎn)是固化時(shí)間較長(zhǎng)且工藝復(fù)雜，浸滲后零件表面有較多殘留而不易清洗,，特別是其含有毒素影響操作人員健康和,，需要專門的設(shè)備，增加了設(shè)備投入成本,，因此聚醋類浸滲劑并沒有廣泛的應(yīng)用,。

當(dāng)前，前一代硅酸鈉類和二代聚醋類浸滲劑已逐漸被,、環(huán)保,、浸滲合格率高的第三代丙烯酸醋類浸滲劑所取代(本文所設(shè)計(jì)的浸滲工藝采用的浸滲劑為此類型),。

而丙烯酸醋類浸滲劑又分為加熱固化型浸滲劑和厭氧自固型浸滲劑兩種。

加熱固化型浸滲劑是由多種類丙烯酸單體,、引發(fā)劑,、表面活性劑和劑等混合后構(gòu)成。

它浸滲密封鑄件的原理是利用設(shè)備,，將零件浸入丙烯酸醋類浸滲劑液體內(nèi),，采用真空及加壓的方法，讓低粘度的浸滲劑充滿鑄件缺陷,，后加熱使液態(tài)的浸滲齊」聚合固化成強(qiáng)度及韌性俱佳的熱固性彈性體,，從而起到密封缺陷的效果。

丙烯酸醋類浸滲劑的優(yōu)點(diǎn)先是粘度低,，能夠浸滲劑進(jìn)入零件內(nèi)缺陷,；其次是較寬溫度的適用性，固化后的密封體在一50~200℃的范圍內(nèi)都能正常發(fā)揮效能,；再次是固化前后體積收縮變化小,，能夠密封后的高合格率。

較后是由于此類浸滲劑中含有表面活性劑,，因此可使浸滲后的殘留液遇水后乳化達(dá)到零件表面易清洗的目的,。

但丙烯酸醋類浸滲劑通常含有引發(fā)劑和阻聚劑，聚合和阻聚這樣一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)會(huì)造成其在儲(chǔ)存和使用過程中的穩(wěn)定性差,。

同時(shí),，這類浸滲劑由于在固化過程中需要對(duì)其進(jìn)行加熱，因此會(huì)出現(xiàn)一些密封膠溢出現(xiàn)象,，原因是浸滲后的零件在加熱過程中樹脂比金屬的熱膨脹。

這種結(jié)果會(huì)導(dǎo)致浸滲后的合格率下降并可能弄污部件表面,。

厭氧自固型浸滲劑也稱為厭氧密封膠,，同樣是以丙烯酸醋類化合物為主添加表面活性劑、穩(wěn)定劑,、劑和引發(fā)劑等其它成分,。

其特點(diǎn)是具有自固化及調(diào)節(jié)固化速度的能力，使其成為密封金屬和非金屬部件孔隙的較密封材料,。

液態(tài)的密封膠有自然聚合的傾向,，但通過向包裝物中滲入少量空氣并保持恒定溫度的辦法便可阻止這種聚合。

厭氧密封膠同時(shí)具有向微孔主動(dòng)浸滲的性質(zhì),，當(dāng)液態(tài)密封膠進(jìn)入零件孔隙時(shí),，它不再具有穩(wěn)定空氣源，并開始化學(xué)固化,。

其與金屬離子接觸可固化,，這類似某些化學(xué)催化劑,，然而加熱、催化劑和金屬離子對(duì)固化過程并不是條件,，但它們可調(diào)節(jié)固化反應(yīng)的速度,，并通過控制每次浸滲過程中固化反應(yīng)速度以獲得較佳浸滲效果。

厭氧密封膠不會(huì)出現(xiàn)溢出現(xiàn)象,，故部件不會(huì)被弄污,，密封性能穩(wěn)定。

厭氧密封膠自固化的性,，可浸滲過的零部件不滲漏,。

由于厭氧密封膠具有以上的性質(zhì)使其通常適于浸滲粉末金屬部件，因?yàn)榉勰┙饘俚目紫斗植挤秶鷱V,，使用熱固化密封膠時(shí)會(huì)產(chǎn)生溢出問題,。

浸滲劑除了以上介紹的主要類型外，無機(jī)浸滲劑中還包括堿金屬鋁酸鹽類,、硫酸鹽類及氯化物類浸滲劑,，浸滲劑還包括環(huán)氧樹脂類、酚醛樹脂類浸滲劑等,。

本文根據(jù)對(duì)以上浸滲劑類型及優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比分析及與浸滲劑生產(chǎn)廠家的交流,，依據(jù)生產(chǎn)廠家對(duì)高壓鑄造鋁合金零件浸滲的經(jīng)驗(yàn)，我們選擇了加熱固化型浸滲劑,。

{二},、鑄造缺陷形成原因

金屬零件在鑄造過程中，當(dāng)液態(tài)的熔融金屬開始凝固時(shí),，由于內(nèi)部殘留的各種氣體不能夠排出,，同時(shí)金屬結(jié)晶在收縮過程中產(chǎn)生收縮不均，從而造成鑄件內(nèi)部及表面不可避免的形成氣孔,、縮孔,、裂紋及疏松等用肉眼難以發(fā)現(xiàn)的微孔缺陷。

現(xiàn)代汽車工業(yè)為了減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量,、節(jié)約油耗,，汽車設(shè)計(jì)過程中較大限度的采用鋁、鎂,、鋅等有色輕金屬及其合金材料和薄壁結(jié)構(gòu)鑄件作為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中的優(yōu)先選擇,，因此現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)本體特別是1.6升排量以下的發(fā)動(dòng)機(jī)本體的設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)為采用鋁合金鑄造技術(shù)加工缸體，但由于鋁缸體在鑄造的過程中易出現(xiàn)組織縮松,、微孔等鑄造缺陷,，特別是當(dāng)代鋁缸體的鑄造均采用了高壓鑄造技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)缸體鑄造來說固然是一個(gè)質(zhì)的飛躍(高壓鑄造缸體外表面組織致密,，硬度值偏高,，加工余量均勻,，工件質(zhì)量有很大改觀)，然而鑄造微孔數(shù)量比普通的重力鑄造還要多,。

這些微孔不均勻的分布在缸體的各個(gè)斷面上,，從其分布特點(diǎn)看，可以分為點(diǎn)狀氣孔,，網(wǎng)狀氣孔及綜合氣孔,，從其形態(tài)來看可分為封閉孔、盲孔及通孔,。

那么高壓鑄造產(chǎn)生微孔的原因是什么呢?經(jīng)研究證明其原因主要有兩個(gè),，一個(gè)是鑄件凝固時(shí)急劇散熱而收縮產(chǎn)生的收縮孔，另外一個(gè)是空氣中的水分與鋁發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁和氫氣,，在凝固的時(shí)候由于氫氣四處竄而產(chǎn)生氣孔,，形成微孔。

微孔的形成是鑄造的機(jī)理方面的缺陷,，其對(duì)鑄件的強(qiáng)度不會(huì)造成影響,，但是由于微孔的存在，會(huì)造成鑄件的密封性能喪失,，從而變成廢品,。

為了彌補(bǔ)這些鑄造缺陷，降低生產(chǎn)成本,，浸滲設(shè)備浸滲工藝技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展,。