本文關鍵詞：粉煤灰鑄造涂料性能及制備工藝過程的研究

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【摘要】：鑄造涂料一般是由載液、懸浮劑、粘結劑、耐火粉料以及其他添加劑組成的。在造型時,把涂料均勻地涂敷在鑄型的型或芯表面,這樣可以改善鑄型表面的化學穩(wěn)定性和抗高溫金屬液沖刷能力,有利于鑄件成型過程,提高鑄件落砂和清理效率,提高鑄件的質(zhì)量。本文采用乙醇為載液,有機土與鋰基土混合液為懸浮劑,酚醛樹脂為粘結劑,粉煤灰和高鋁礬土為耐火粉料,并添加羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、乙基纖維素(EC)和可再分散乳膠粉等,制備鑄造涂料。文中研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:1)研制了用于粉煤灰鑄造涂料一種復合懸浮劑,在分析復合懸浮劑的懸浮機理的基礎上,比較了復合懸浮劑與單一懸浮劑的使用效果差異。結果表明:使用復合懸浮劑比單一懸浮劑的鑄造涂料懸浮效果更好。2)通過單因素實驗分析了各因素含量對涂料性能的影響規(guī)律。結果表明:復合懸浮劑的添加量增多,涂料的懸浮率和粘度升高,高溫抗裂性變差;可再分散乳膠粉的添加量增多,涂料的懸浮率和粘度升高,高溫抗裂性變差;酚醛樹脂的添加量增多,涂料懸浮率和粘度升高,涂膜完整性越好;CMC、PVB和EC添加量增多,涂料懸浮率和粘度也升高。3)對涂料組分設計了五因素四水平的正交實驗。結果表明:各因素添加量對懸浮率影響的主次順序為ECPVBCMC可再分散乳膠粉酚醛樹脂,對粘度影響的主次順序為酚醛樹脂CMCECPVB可再分散乳膠粉。各因素的優(yōu)組合為酚醛樹脂含量3%,CMC含量0.4%,PVB含量1.0%,EC含量0.9%,可再分散乳膠粉含量0.6%。4)在涂料的制備過程中,對其攪拌過程進行了模擬。分析了六直葉槳葉在不同攪拌速度下的速度流場與壓力流場。結果表明:六直葉攪拌頭正下方與釜壁附近易出現(xiàn)攪拌死區(qū),隨著轉速的增大,湍動能增大,死區(qū)減少。但轉速的提高對場內(nèi)流型的影響不大,對流場性質(zhì)影響不顯著。5)在特定的轉速下,模擬了雙螺帶和六直葉槳型結構的攪拌機在攪拌涂料時攪拌釜內(nèi)的速度場和壓力場。結果表明:雙螺帶攪拌槳釜內(nèi)流體具有較大湍動能,對于鑄造涂料的混合作用非常強烈,釜內(nèi)整體流動較好。涂料各項性能指標滿足要求,涂層組織結構致密,涂膜完整性較好。
【關鍵詞】：鑄造涂料 粉煤灰 正交實驗 機械攪拌
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG22
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 粉煤灰10-12
• 1.1.1 粉煤灰的綜合利用10-11
• 1.1.2 粉煤灰作為涂料骨料的可行性分析11-12
• 1.2 鑄造涂料12-17
• 1.2.1 鑄造涂料簡介12-13
• 1.2.2 鑄造涂料發(fā)展趨勢13-16
• 1.2.3 鑄造涂料基本性質(zhì)16-17
• 1.3 粉煤灰鑄造涂料17
• 1.4 涂料粘砂的種類及預防措施17-18
• 1.4.1 粘砂類型17-18
• 1.4.2 粘砂的預防措施18
• 1.5 研究的內(nèi)容、目的及意義18-22
• 1.5.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.5.2 研究目的19
• 1.5.3 研究意義19-22
• 2 實驗原材料22-30
• 2.1 耐火粉料22-23
• 2.2 載液23-24
• 2.3 懸浮劑24-26
• 2.3.1 制備鋰基土和有機土的離子交換過程25-26
• 2.3.2 復合懸浮劑的制備工藝過程26
• 2.4 粘結劑26-28
• 2.5 其他助劑28-30
• 2.5.1 羧甲基纖維素鈉28
• 2.5.2 聚乙烯醇縮丁醛28
• 2.5.3 乙基纖維素28-29
• 2.5.4 可再分散乳膠粉29-30
• 3 粉煤灰鑄造涂料性能及檢測方法30-32
• 3.1 密度及檢測30
• 3.2 懸浮性及檢測30
• 3.3 條件粘度及檢測30-31
• 3.4 涂層耐磨性及檢測31
• 3.5 曝熱抗裂紋性及檢測31-32
• 4 粉煤灰鑄造涂料組分對涂料性能影響32-46
• 4.1 粉煤灰鑄造涂料的基本配方與制備工藝32
• 4.2 復合懸浮劑的懸浮機理分析32-34
• 4.3 復合懸浮劑對涂料性能的影響34-36
• 4.3.1 復合懸浮劑對涂料懸浮性和粘度的影響34-35
• 4.3.2 復合懸浮劑對涂料高溫抗裂性的影響35-36
• 4.4 酚醛樹脂對涂料性能的影響36-39
• 4.4.1 酚醛樹脂對涂料懸浮率和粘度的影響36-37
• 4.4.2 酚醛樹脂對涂層質(zhì)量的影響37-39
• 4.5 CMC對涂料懸浮性與粘度的影響39-40
• 4.6 PVB對涂料懸浮性和粘度的影響40-41
• 4.7 EC對涂料懸浮性和粘度的影響41-43
• 4.8 膠粉含量對涂料性能的影響43-44
• 4.8.1 膠粉對涂料懸浮性和粘度的影響43-44
• 4.8.2 膠粉含量對涂料高溫抗裂性的影響44
• 4.9 本章小結44-46
• 5 粉煤灰鑄造涂料配方正交實驗46-50
• 5.1 涂料的基礎配方46
• 5.2 正交實驗設計46-47
• 5.3 正交實驗結果分析47-49
• 5.4 本章小結49-50
• 6 攪拌釜中涂料流體流動數(shù)值模擬50-62
• 6.1 旋轉攪拌葉輪的參數(shù)50
• 6.2 流體力學模型與CFD計算方法50-51
• 6.3 計算域及邊界條件51-52
• 6.4 攪拌模擬結果及分析52-60
• 6.4.1 不同轉速下六直葉槳葉上的速度分析52-53
• 6.4.2 不同轉速下軸切面上的全釜流體速度分析53-54
• 6.4.3 不同轉速下軸切面上的全釜流體壓力分析54-55
• 6.4.4 不同槳型結構攪拌時槳葉上的速度分析55-56
• 6.4.5 不同槳型結構軸切面上的全釜流體速度分析56-57
• 6.4.6 不同槳型結構軸切面上的全釜流體速度矢量分析57
• 6.4.7 不同槳型結構軸切面上的全釜流體壓力分析57-58
• 6.4.8 不同槳型結構攪拌釜均化的涂料的懸浮率變化規(guī)律58-59
• 6.4.9 不同槳型結構攪拌釜均化的涂料的表面形貌分析59-60
• 6.5 本章小結60-62
• 7 結論62-64
• 參考文獻64-68
• 附錄 碩士研究生學習階段發(fā)表論文68-70
• 致謝70

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本文編號：558325