概述
消失模塗料防粘砂，防氣孔，防砂眼原理
傳統的鑄造塗料只是在鑄件和鑄型中間起到阻擋隔離作用，達到防粘砂目的，但普通鑄造塗料高溫下由於附著力差、強度低、耐火差、發氣量大，容易造成鑄件產生粘砂、砂眼、氣孔、碳渣等缺陷。
消失模乾粉塗料鑄件粘砂是因為塗料沒有有效起到阻擋隔離作用，或塗料與高溫金屬液體發生化學反應。
1）塗料附著力差：填砂震動時造成塗料剝落，引起鑄件粘砂，
2）塗料膨脹係數大：與高溫金屬液體接觸時塗料受熱體積膨脹脫離鑄型導致鑄件粘砂。
3）高溫液體金屬被氧化與塗料和鑄型發生化學反應生成金屬氧化物，對塗料和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上形成一系列的低熔點化合物〔在鑄件厚壁及轉角處等，低熔點物更多，粘砂層更後），造成鑄件粘砂，有時雖未產生粘砂，但在鑄件表面粘附上一層難以清除的塗料，及產生粘灰。
鑄件砂眼：
1）鑄型內有掉入的砂子。
2）塗料強度低，耐火差，經不住高溫金屬液體的沖刷，型砂被捲入鑄件。
鑄件氣孔：
產生的原因很多，最常見的就是因為鑄型中存在較多發氣量大的物質，發氣速度快，塗料或被砂透氣性差，氣體未及時排除所致。或由於鑄件塗層厚度不一，強度較小，在澆注過程中抽取負壓較高從而引起氣孔
在傳統鑄造塗料基礎上的技術加以改進，調整，高溫下不開裂，不脫落，強度高，並且能有效防止高溫液體金屬氧化，與鑄型和高溫液體金屬接觸過程中不起化學反應。同時能預防氮、硫、碳等氣體的產生。
從而徹底解決:
鑄件粘砂，鑄件砂眼，鑄件粗糙，鑄件氣孔，鑄件夾雜〔渣〕，球磨鐵變異，鑄鋼滲硫裂紋，增碳缺陷等。
性能參數
消失模乾粉塗料
消失模鑄造用塗料的使用性能主要是熱性能和透氣性，這兩項決定了其在澆注過程中的作用。在實際操作中則需要測量和控制其粘度、固體含量、透氣性、PH值等。只有確保塗料的性能穩定一致，才可保證消失模鑄造產品的質量。
粘度：描述的是流動對於剪下力的反應，是衡量塗料流動性的一項重要指標，粘度雖然主要取決於塗料的成分，但也受攪拌過程的影響。
透氣性：其直接控制著泡沫融化和分解的產物逸出的速度，從而決定了液態金屬的流動速度，進而決定了是否可以消除氣孔、冷隔、澆不到、積碳等缺陷的產生。透氣性的直接測量對於塗料質量控制尤為重要。由於塗料在高溫下使用，直接測量其在使用狀態下的透氣性很困難，現有方法均為常溫下進行。
塗料的導熱性對於獲得高質量的消失模鑄件至關重要，導熱常熟、比熱、熱膨脹係數等的測量多在塗料的研發階段而不是在使用過程中。
基本組成
塗料的骨料成分：鋯英砂+棕剛玉+莫來砂+鋁礬土≥90%
塗料的輔料成分：膨潤土、CMC等
塗料的使用方法：
按塗料重量加入100%左右水（1Kg塗料加0.8kg水），攪拌1小時後即可塗刷，加水量可根據塗刷情況定，但加水量不能太多，塗料太稀，塗層厚度達不到要求。
要據工藝情況，一般刷2-3遍。低負壓厚大件可刷3遍，圖層厚度在1毫米以上。採用浸塗工藝的，加100%左右水，合適的粘度，浸塗2-3遍，即可達到1毫米左右，第一次浸塗後，烘乾厚度0.3毫米左右。
使用範圍：鑄鋼、鑄鐵、合金鋼、不鏽鋼
作用要求
消失模乾粉塗料作用
消失模鑄造所用的造型材料一般是普通乾石英砂，泡沫塑膠模型被液態金屬置換時，熱分解產生的大量氣體要通過乾砂間空隙方能排出鑄型外。然而，液態金屬在負壓的作用下很容易滲入乾砂間的空隙而形成機械粘砂。為了避免產生機械粘砂，消失模模樣表面必須塗掛一層耐火塗料。在鑄型澆注過程中，這一層耐火塗料是介於金屬液和型砂之間，對消失模模樣的氣化、金屬液充填和鑄件的形成等起著十分重要的作用。
(1)防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂。
機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的充填滲入。在普通砂型鑄造中，金屬液在鑄型某點上的滲入壓力即為金屬液的壓強。當滲入壓入超過砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力時，金屬液才能滲入砂粒空隙中形成機械粘砂。
一般情況下，消失模鑄造中金屬液的滲入壓力要大於砂型鑄造，所以鑄件表面有較嚴重的針刺和粘砂現象。在泡沫塑膠模的外表面塗掛一層一定厚度的緻密塗層，可以起到阻止金屬液滲入的作用，從而防止鑄件產生針刺和機械粘砂。
消失模鑄造目前廣泛使用的型料諸如鐵丸、石英砂等，由於耐火度均不高，熔融溫度較低。當澆入高溫金屬液後極容易被金屬液所熔融，形成節瘤等缺陷，產生熱化學粘砂。因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗層，有助於防止熱化學粘砂。
(2)提高泡沫塑膠模型的剛度，防止埋型時變形。
這是耐火塗料層在消失模鑄造中的獨特的作用。泡沫塑膠模在埋型操作時，不可避免地要受到一定大小的衝擊力作用，因而模型可能產生壓縮變形和彎曲變形，進而影響到鑄件的最終尺寸精度。模型表面塗上一層耐火塗料，乾燥後會形成一層緊緊包覆在外表的具有一定強度的硬殼層，使其強度比未掛塗料前有成倍地提高，同時模型的剛度也相應增強，因此可以使各種變形量降低到最小。例如，2mm厚的塗層，在同等受力條件下，可使泡沫模型的受壓變形降低2/3，使彎曲變形降低9/10以上。
(3)有助於消失模模樣熱分解氣體的迅速排出。
如果泡沫模型熱分解產生的氣體不能及時排出，可能產生澆注不完全、氣孔、夾渣和碳黑等缺陷。具有一定透氣性的表面耐火塗層可以使氣體在負壓的作用下及時排出鑄型。
技術要求
消失模鑄造用的耐火塗料最終塗覆在泡沫塑膠模型的表面。泡沫塑膠種類不同以及鑄件材質不同，對塗料性能的要求也就不一樣。此外，泡沫塑膠不透氣、熱變形溫度低（約70℃左右）、對水的親和力小、氣化後的發氣量大，這些特點決定了塗覆在它表面的耐火塗料應具備如下技術要求：
(1)塗層具有一定的透氣性
從防止鑄件粘砂的角度來說，泡沫模型外表必須要塗掛塗料，而且塗層要儘可能緻密；但緻密的塗層不利於氣化模氣化後生成的氣體往外逸散。因此，要求塗料具有一定的透氣性，使模型氣化生成的氣體容易通過塗層，通過型料之間的間隙由真空泵抽走。
為了使塗層獲得良好的透氣性，可以採取如下技術措施：
a：將不同種類和粒度的耐火骨料進行合理搭配。耐火骨料的種類和粒度對塗料的透氣性影響很大。一般來說，單獨使用某一種骨料時塗料的透氣性很差，而將不同的耐火骨料搭配起來使用時透氣性較好。如將鋁礬土與適量石英粉複合可獲得良好的透氣性。同時，骨料的顆粒形狀對塗料的透氣性也有很大的影響。球形顆粒（石英、剛玉）形成外露的微孔，而片狀顆粒（滑石、雲母）形成隱蔽的微孔。胞格狀組織（珍珠岩）及纖維結構（石棉、蛭石）的填料形成無序結構，構成鬆散的多孔結構，透氣性較高。將不同種類的骨料進行合理搭配可在一定範圍內調節塗料的透氣性。
b：選用有機粘結劑。有機粘結劑在高溫下分解可形成一些空洞，從而增加了塗料的高溫透氣性。而高溫粘結劑如矽溶膠、水玻璃等所配成的塗料透氣性較差。
C：加入適量的氧化劑。泡沫塑膠模在高溫下不完全分解時會在塗料表面沉積一些碳，阻塞排氣通道，從而降低了塗料的高溫透氣性。加入一些氧化劑可以加速泡沫塑膠模的分解，從而防止碳的沉積，增加塗料的透氣性。
(2)具有良好的潤濕性和粘附性
聚苯乙烯泡沫塑膠為非極性材料，表面張力低，不易被水基塗料潤濕、滲透，因此，塗料中需加入少量表面活性劑並選擇適當的粘結劑。所選用的粘結劑要求與泡沫塑膠模的粘附性好，這樣塗掛後能在模型外表獲得一定厚度的耐火塗層。如塗料的粘附性差，則可造成塗層厚度不夠或不均，甚至塗層不連續，很難獲得質量優良的鑄件。
(3)高溫強度好
耐火塗層的耐火度要高，熱膨脹係數要低，否則澆注過程中由於金屬液的沖刷作用，很容易將粘附不牢的塗層沖刷而捲入鑄件，使製品產生粘砂和夾渣等缺陷。
(4)乾燥速度快
塗料在低溫（一般要低於60℃）下的乾燥速度要快，不龜裂，並能形成堅固的耐火塗層。如果幹燥速度過慢，不僅影響生產效率，而且由於塗層長期不能幹燥、固化，可能會從氣化模表面脫落。
(5)發氣量要小
塗料層一經烘乾後，在澆注過程中與高溫金屬液相接觸時，不得有其它的氣體產生。否則塗料層容易崩潰、脫落，所產生的氣體還會影響澆注過程的平穩性。
(6)良好的塗掛性
消失模塗料的塗層比較厚，要求塗料有較高的屈服值和塑性變形能力，應嚴格控制塗料的流淌性，對於熱固性樹脂為粘結劑的塗料，可以在其中加入少量觸變劑，以提高塗料的塗掛性。
（7）良好的燒結及剝離性
即在澆注後形成易於自動剝落的塗料殼，從而獲得表面光潔的鑄件，生產的鑄件表面質量的光滑度大大增加，提升了鑄件成品的合格率。[1]
塗掛方法
消失模鑄造的塗料要塗掛在消失模模樣的表面上，而傳統的砂型鑄造的塗料則是塗刷在制好的鑄型表面上，兩者的塗掛方法差別很大，而且其技術要求也不盡相同。消失模塗料的塗掛有多種方法如刷、浸、淋、噴或浸淋相結合。一般而言，消失模鑄件的表面粗糙度和尺寸精度取決於消失模模樣本身的質量，而塗層的厚度並不影響鑄件尺寸。表面粗糙的塗料層不但不影響鑄件的表面粗糙度，反而對改善透氣性有利。
刷塗
刷塗方法靠手工通過刷子來完成。這種方法對塗料的某些性能要求不如噴塗或浸塗嚴格，但對操作者的技術和經驗要求比較高。
刷塗時，塗料的厚度均勻性雖不如噴塗或浸塗，但效果還令人滿意。對於一些結構形狀複雜的消失模模樣，最好選擇刷塗。因為噴塗時，一些“死角”部位常常噴塗不到；而浸塗又常常難於排出某些凹槽中的堆積塗料。
刷塗的主要缺點是勞動強度大、生產效率低，因此只適用於修復性補刷操作或體積較大而又無法浸塗或噴塗完成的單件生產。
噴塗
噴塗方法是用噴槍將塗料噴塗在消失模模樣上。噴塗的效率比刷塗高，勞動強度也低得多。
由於耐火塗料的比重大，粘度高，要進行噴塗必須使塗料成為霧狀噴射出去；此外，塗料噴塗的對象為極易被損壞的泡沫塑膠模，要求塗料噴落在泡沫塑膠模型上的衝擊力要儘可能小。
噴塗法存在如下問題：
①對塗料的技術要求高，塗料濃度過大時，常常無法噴射或噴塗不均勻；濃度過小，又易於淌流或粘掛不上。此外，塗料中夾雜的大的顆粒、異物容易堵死噴嘴，中斷生產；
②消失模模樣不易夾持，在噴塗過程中常常引起消失模模樣變形或損壞；
③浪費塗料：噴槍噴出的霧狀塗料有相當部分並不能落到消失模模樣上，不但浪費塗料而且污染環境；
④質量不易控制：有些死角不能噴射到，而且第二次噴塗時容易將第一層塗料層破壞。
浸塗法
浸塗法具有生產效率高、節省塗料、塗層均勻以及對塗料的要求不高、操作簡便、不需要特殊設備等特點。由於泡沫塑膠模樣的密度小(與塗料密度相差數十倍)且本身強度又不高，因此應注意防止塗料密度過大導致消失模模樣難以浸入而變形損壞。
浸塗塗掛的塗層厚度，可通過塗料濃度、浸塗次數和控制浸塗操作來控制。一般採用兩次浸塗作業：第一遍，浸塗濃度較小的稀薄塗料，以便獲得均勻的薄塗層，改善兩遍作業的塗掛性能；第二遍，浸塗要通過調整塗料濃度來獲得均勻的塗料厚度。如果塗料的濃度不改變而又要求控制塗層厚度時，則只能靠浸塗後抖動消失模模樣次數來調整。熟練的塗料工要做到這個要求一般是不困難的。
浸塗操作的注意事項
(1)進行浸塗操作前，必須對塗料進行合理的攪拌，最好在浸塗過程中一直處於緩慢攪拌之中，防止捲入空氣；
(2)浸塗時應選擇好消失模模樣浸入塗料的方向、部位，防止模樣變形；
(3)塗層要均勻，塗層上不得有露白現象出現；
(4)浸塗後的消失模模樣，從容器中取出、運送、放置時均應防止變形。
(5)消失模模樣經浸塗後，應及時抖動，以使塗層均勻並使多餘的塗料去除。
為克服浸塗法浮力引起消失模模樣的變形，可採用合適的卡具將消失模模樣固定後再浸入塗料容器。大批量生產時，可採用專門的機械化浸塗裝置，消失模模樣先用卡具固定，然後將塗料從底部壓入，淹沒消失模模樣後再撤走，塗料便自動下落，完成浸塗工序。
浸塗方法適宜於小型鑄件生產，較大尺寸的消失模模樣只要塗料桶容積允許，也可採用分段多次浸塗的辦法。
消失模塗料配製過程中攪拌時間對塗料性能有影響作用，一般情況下，攪拌時間不宜過短。攪拌過程是使膏狀塗料稀釋到符合塗覆要求的一種手段，攪拌對塗料中的塊狀物有分離的作用，水在強力作用下對粉狀固體有一定的潤濕作用，同時使塗料各組元發生混合作用。
研究表明，攪拌時間長短對於消失模塗料表觀均勻度（塊狀、顆粒、均勻）、流平性、附著量、粘度、塗層厚度等指標是有影響的，以下是研究結果：
| 時間（min） | 表觀 | 流平性（cm） | 附著量（g | 粘度（mPa.s） | 塗層厚度（mm） |
| 10 | 有大塊 | 14 | 3.58 | 260 | 1.22 |
| 20 | 有大塊 | 15 | 3.25 | 250 | 1.04 |
| 30 | 有小顆粒 | 17 | 2.02 | 230 | 0.93 |
| 40 | 有小顆粒 | 18 | 1.86 | 220 | 0.72 |
| 50 | 有小顆粒 | 19 | 1.69 | 200 | 0.55 |
| 60 | 均勻 | 20 | 1.40 | 180 | 0.49 |
| 120 | 均勻 | 20 | 1.39 | 160 | 0.38 |
防止粘砂缺陷
消失模鑄件粘砂可以分為機械粘砂和化學粘砂。機械粘砂的實質是金屬液對砂粒間細孔的填充滲入，此種情況形成是由於金屬液的滲入壓力超過了砂粒間空隙中的氣體反壓力和由金屬液表面張力引起的附加壓力，金屬液滲入砂粒空隙而導致，如果在泡沫塑膠模外表面塗掛一層緻密塗層，方可起到阻止金屬液滲入的作用，從而有效防止鑄件產生機械粘砂。化學粘砂的產生多由於型料耐火度不高、熔融溫度較低所致，當澆入高溫金屬液後很容易被金屬液所熔融，形成節瘤等缺陷，因此，在金屬液和型料之間隔離一層耐火度高的塗料，對於防止化學粘砂很有利。
塗料塗層厚度
消失模塗料塗層的厚度影響其透氣性能和耐火性能的好壞，單就耐火性能而言，企業希望塗料塗層儘可能厚一點，因為這是解決鑄件粘砂缺陷的一個十分有效的工藝方法，但是，如果塗層太厚的話，又會影響到塗層的透氣性能，此外塗掛作業也很麻煩；如果從塗層透氣性能考慮，希望塗層儘可能薄一點為好，然而塗層太薄會導致鑄件表面產生針刺缺陷，甚至是粘砂缺陷，從而影響了鑄件表面質量。
鑄件重量（kg）塗層厚度(mm)用途
<1000.5~1鋁、銅鑄件，小鑄鐵件
100~5001.0~1.5中等鑄鐵件、中小鑄鋼件
>5001.5~2.0大鑄鐵、鑄鋼件
