铝合金压铸用乳液涂料主要性能指标及检测方法

data-full-width-responsive="true"> 压铸涂料是压铸前涂在压铸机型腔和压室、压射冲头表面的，具有润滑效果的耐热涂料，主要作用是帮助压铸件能够从模具中顺利取出，并且使产品保持完整性和后加工性[1-2]。压铸涂料按性能特点可分为油基涂料、水基涂料和粉体涂料等种类。水基乳液涂料因具有脱模性好、无污染、铸件表面光洁、少气孔、调节模温以提高模具寿命，有利于自动化操作等诸多优点[3]，在压铸中得以广泛应用。它在高温模具的型腔表面喷涂后可以形成一层厚度只有微米级的薄膜[4]，降低铸件压射成形时金属液对模具型腔的冲击，减少铸件与模具型腔的磨损，保护型腔，并起到润滑作用。根据压铸工艺原理和涂料所起的作用分析，铝合金压铸乳液涂料应满足图1所示性能要求[5-7]，即乳液涂料应具有强稳定性、良好的高温润湿性和优异的高温润滑性。此外，涂料还应不腐蚀模具和工件，对后续工序适应性好，不影响铝合金铸件喷漆、电镀等。目前，国内在实验室条件下，尚无一套统一的有色合金（包括铝合金） 压铸乳液涂料评价体系标准和综合性能检测方法，大多将配制的涂料直接喷涂在压铸机模具上，通过脱模性和铸件表面质量来检验涂料性能好坏。此种方法的后果是，一旦涂料的脱模效果不佳，铸件难以从模具中取出，可能会对昂贵的模具产生一定的损坏。因此，所研制的涂料不能冒然试于压铸机，在使用之前对其相关性能的检测也显得尤为必要。为此，本研究在开发铝合金压铸用乳液涂料的过程中，在参考同行工作的基础上，并借用金属塑性加工的相关检测方法，初步探索出了衡量铝合金压铸用乳液涂料综合性能的指标及其检测方法。1 涂料性能指标及相关测试方法11 乳液稳定性涂料属O/W型乳液，因此稳定性是至关重要的。如果稳定性达不到要求，当起脱模作用的油大量漂浮时，整个体系脱模效果变差，且浮油层易污染容器、堵塞喷涂管道。根据实际生产要求，涂料密封保存期至少为半年，稀释后乳液在室温下至少能存放10天而不出现任何分层。乳液稳定性可以从以下几个方面来考虑：高温稳定性、剪切稳定性、室温储存稳定性。（1） 高温稳定性。将100 mL乳液样品移入量筒并一齐置于85 ℃带鼓风的恒温烘箱内，96 h后取出并观察其油水分离的情况（GB/T 164972007）。（2） 剪切稳定性。按最佳使用稀释比稀释乳液涂料，将稀释后涂料在1 500 r/min的搅拌机下搅拌30 min，对比搅拌前后，看是否有固态不溶物质析出。（3） 室温储存稳定性。用标准D水稀释样品50倍，用100 mL量筒（或离心管） 盛装，在（302） ℃条件下静置，并观察样品能保持完全不分层的最长时间（CIPAC MT 36检测法[8）] 。12 高温润湿性在模具工作温度下，乳液涂料载体的蒸发速度是相当高的，如果模具温度过高，雾状喷涂涂料由于受模具表面的热辐射作用而形成蒸汽垫，从而阻碍后续涂料有效地到达型腔表面，此称为Leidenfrost效应[9-10]。涂料能正常地在型腔表面扩散，载体蒸发，形成薄膜起到润滑作用时模具的最高温度称为涂料的高温润湿温度。喷涂时，铝合金压铸模模温为200~280 ℃，如果乳液涂料的高温润湿温度较低，喷涂涂料液滴无法起到润湿模具型腔的效果，因此要求涂料的高温润湿温度至少为280℃。综上所述，涂料的高温润湿性主要表现在两个方面，其一是喷涂涂料的高温润湿温度，另外就是涂料在模具型腔表面形成均匀润滑膜的能力，即成膜性。高温润湿温度用模拟法检测。图2所示装置，高温电炉加热与其固定的钢板，并通过温度控制器不断调整钢板的温度。试验时，将电炉和钢板倾斜45放置，用手动喷雾器以定距离（约15 cm） 喷涂，待涂料刚好能在钢板上成膜而不发生流淌时的最高温度即为其高温润湿温度。在喷涂的同时亦观察涂料的成膜性，好的成膜性涂料能在所及钢板范围内形成厚度均匀的润滑膜，而不是以油滴的形式在局部聚集。