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水基压铸脱模剂的特点以及使用注意事项

日期:2016-10-26 新用户注册送59体验金 阅读 :
核心提示:模剂是压铸生产中必不可少的辅助用剂,主要作用是帮助金属压铸产品能够从模具中取出,并且使产品保持完整性和后加工性。目前压铸生产中广泛使用水基脱模剂。文章综述了水基压铸脱模剂的组分特点,使用中应注意的几个事项。

水基压铸脱模剂的特点以及使用注意事项

压力铸造(简称压铸)是一种金属铸造工艺,其特征是将熔融合金在高压、高速条件下填充模具型腔,并在高压下冷却成型,具有生产效率高、生产流程短、铸件光洁度和强度较高、加工余量少、节约金属材料等工艺特点…。压铸件的应用范围很广,涉及相当多的产品领域和工业门类。在这应用中,若以数量之大、品种之多、要求之高以及金属材料用量之大等多方面综合而论,应首推汽车工业。长期以来,汽车工业稳居压铸工业最大市场。随着对环保、轻量化的要求日益提高,汽车中的越来越多关键部 件逐渐转向压铸生产,如德国AUDI—A8轿车就采用了全铝制车身。尽管每辆汽车整车质量在逐渐递减,压铸件在每辆汽车中的用量逐步增加,其中铝合金压铸件占全部铝铸件的65%以上。此外,汽车上除了铝合金压铸件外,还采用了锌合金、镁合金和铜合金压铸件,每辆车上的压铸件用量可想而知。

压铸市场的快速发展,自然带动了脱模剂的大量需求。脱模剂是生产金属压铸产品必不可少的辅助用剂,主要作用是帮助金属压铸产品能够从模具中取出,并且使产品保持完整性和后加工性。在压铸过程中,脱模剂起到三个方面作用:(1)在金属液压射前,先均匀分布在型腔表面,从而在模具和金属液之间形成一层隔离膜,使型腔免受熔融金属液的直接冲刷;(2)在压铸过程中,有助于金属液进入型腔,使充型完好;(3)铸件成形后能使其易于脱模。

金属压铸用脱模剂从最初的油基脱模剂发展到水基脱模剂,再到目前新兴的粉状脱模剂经历了相当长的过程。期间,铸件的质量不断提高,脱模剂的环保性也在逐渐提高,应用越来越广泛。目前压铸生产中绝大多数用的是水基脱模剂。水基脱模剂具有脱模性好、冷却效果强、无污染、铸件表面光洁、少气孔、有利于自动化操作等优点。而油类脱模剂易产生油雾,不环保等原因逐步被淘汰。粉状脱模剂性能优异但是成本过高,国外主要将其应用于真空压铸,国内对其研究不多。本文主要关注水基压铸脱模剂的成分及其使用,具体阐述了其性能要求对压铸件成型的质量影响及市场现状。

1水基压铸脱模剂的成分

性能优良的压铸脱模剂主要具有以下特点:(1)润滑和脱模性能佳。能在高温下成形过程中形成完整均匀的屏蔽层,并且分离脱模能力强。(2)冷却和绝热性好。高温、高压液态金属高速的冲刷使模具磨损加快,缩短使用寿命,因此脱模剂应具有高效降温作用和隔热作用,保护模具在较低的温度下工作。(3)热和化学稳定性高。脱模剂在使用温度范围内发气量少,不腐蚀模具,不影响涂漆、电镀等后续工序。

水基压铸脱模剂能很好满足以上的特点。水基脱模剂至少应由基础材料、乳化剂和水构成。基础材料为油、脂、蜡、硅酮和聚合物,被认为是有效成分,最终发挥润滑脱模作用。水为载体,使用时可用水稀释十几倍至上百倍,一般占95%以上。乳化剂将有效成分以极细致的颗粒均匀分散于水相,形成稳定的乳液。除此之外,还有极压添加剂、防霉剂、防锈剂等组分。优质脱模剂大多由15-25种原料配制而成,其中关键成分或添加剂若改变l%,其脱模特性就可能有很大的差别,对成本及价格也会带来较 大的变动。每一种型号的脱模剂都有其最佳适用范围和对象,如果用错了对象,再优质的产品也无法发挥其效能。

基础材料主要包括主润滑材料和基础油。在压铸这种高温、高压甚至高速过程中,铝、锌合金基体连续变形、接触表面不断更新、接触表面非稳定流动等恶劣摩擦条件下,理想的主润滑材料选择尤为重要。它必须具有优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用,热稳定性好,高温挥发性低,而且易清洗,不影响后续工序的涂漆、电镀。如高熔点的氧化聚乙烯蜡就是一种理想的主润滑材料。基础油起着润滑渗透作用,也是各种添加剂的载体,要求在高温下不能产生积碳。相比矿物油,硅油具有更高的闪点 和稳定性,更适合作基础油。但是二甲基硅油与配方其它组份相容性不好,耐高温性仍有所不足,因此引入长链烷基改性及苯基,得到相容性好、高润滑性能和耐高温硅油,作基础油效果良好。

对于水包油乳液型水基脱模剂来说,应具有良好的分散性和较小的乳液粒径,并且能在较高“氐温条件下长时间不分层、不析出。

水溶性脱模剂中分散相的高度细化和体系的稳定性则是依靠表面活性剂润湿、分散、乳化和增溶等作用来实现,所以表面活性剂选择和复配非常关键。表面活性剂一端是与水的亲和力极小的疏水基;另一端则是与水有很大的亲和力的亲水基极性基团(如.OH、.COOH、-NH2、.S03H等),起到显著降低液体表面张力的作用。表面活性剂可分为阴离子、阳离子、两性和非离子表面活性剂。一般采用非离子表面活性剂进行复配。在选用乳化剂时,在保证乳化效果前提下应尽量注重绿色环保,尽量不用或者少用 对生态环境有害的表面活性剂,如烷基苯酚聚氧乙烯醚。

2水基压铸脱模剂的使用

水基脱模剂的脱模作用依赖于喷涂后沉积在型腔表面厚度只有微米级的薄膜。实践证明,脱模剂的浓度、模温、喷涂方法等都能直接影响压铸件的质量。在压铸生产中水基脱模剂的使用应注意以下几个事项。一是脱模剂的选择。目前行业上并未对脱模剂的理化性能有统一检测标准,市场上鱼龙混杂,一些压铸厂只能凭感觉和经验走。选用不当,则模具受损,压铸件废品增多,损失不小。因此,选用脱模剂应精选讲诚信,有品牌,有实力,有技术的供应厂商。二是脱模剂的稀释和喷涂量应适量。如果脱 模剂用水稀释过高或喷涂量过少,容易产生较薄皮膜及局部油膜断裂,压铸件有拉伤,粘模等现象:如果脱模剂用水稀释过低或喷涂时量过多,不但浪费脱模剂,而且造成脱模剂厚皮膜形成慢溶液堆积,压铸件表面形成皱纹,沉积等。三是探索最佳喷涂条件。当脱模剂通过喷嘴时,碰嘴对其雾化并施加一定喷射力。在最佳状态下,液滴与型腔表面接触面积大,有利于模具降温,对脱模剂的沉积也最为有利。所以要尽量对型腔表面进行垂直喷涂,综合考虑压力、喷涂距离及型腔温度等因素来获得最佳喷涂条件。

3结束语

压铸作为一种先进的有色合金精密零部件成型技术,适应了现代制造业中产品复杂化、精密化、轻量化、节能化、绿色化的要求,应用领域不断拓宽,是铸造工艺中应用最广、发展速度最快的金属热加工成型工艺方法之一。目前国内脱模剂厂家在质量上无法与国外知名品牌抗衡,不利于国内压铸行业的整体发展。预计水基压铸脱模剂在相当长一段时问仍是压铸行业市场销售和生产应用的主体,我国压铸工作者应抓住机遇,研发性能优异的脱模剂并在实践中进一步重视具体工艺问题,从整体上提高我国 压铸工业水平。