耐高温铝锌金属压铸脱模剂的研制

耐高温铝锌金属压铸脱模剂的研制 2009年第9期 第36卷总第197期?,,vw.gdchem.com 耐高温铝锌金属压铸脱模剂的研制 余龙飞,李莉,李欢玲 (广东省石油化工研究院广东省化学工业公共实验室,广东广州510665) [摘要】文章介绍了耐高温铝锌金属压铸脱模剂的研制,通过对主润滑材料,基础油, 乳化剂的筛选,乳化制得脱模剂.试验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,该 脱模剂具有良好的润滑性和脱模效果,可替代进I:1同类产品使用.该脱模剂的售 价为进日同类产品的30~/~50%. 【关键词】脱模剂;铝锌金属;压铸;润滑性 [中圈分类-~-]TQ16【文献标iR~J]A[文章~-]1007—1865(2009)09—0021—02 TheDevelopmentofHeat-ResistantMouldReleasingAgentfor AuminiumZincDiecasting YuLongfei,LiLi,LiHuanling (GuangdongOpenLaboratoryofChemicalEngineering,GuangdongPetrochemicalIndust ryResearchInstitute, Guangzhou510665,China) Abstract:Thepaperintroducedthedevelopmentofheat— resistantmouldreleasingagentforauminiumzincdiecasting.Byscreeningthemainlubricati ng materials,baseoilandemulsifier,andemulsifyingtobemouldreleasingagent.Itpossessedgo odlubricityandexcellentmouldreleasingeffectandcanbeusedas takingtheplaceoftheimpo~sinpractice Keywords:mouldreleasingagent;aluminiumzinc;iecasting;lubricatingproperty 金属压力铸造是特种铸造工艺之一,具有生产效率高,生 产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 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.各地的压铸生产发展迅速,我国珠三角和长三 角地区已经形成了有色金属压铸厂家群,其中珠三角的南海, 东莞,番禺,中山等地都有相当规模的铝,锌金属压铸厂家, 金属压铸脱模剂的使用量非常大. 近年,国内市场上也有少数的水基压铸脱模剂产品,据用 户反应,存在着成膜光洁度差,脱模效果不理想,乳液不稳定, 以及产品质量不稳定等问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,与国外品牌产品质量差距较大, 因此一些较大规模的压铸厂家,至今使用进口脱模剂产品. 鉴于国内脱模剂的上述使用情况,需要开发一种质优环保 的水基金属压铸脱模剂,来取代质量差的石墨基,油基脱模剂 以及价格昂贵的外国品牌的脱模剂. 1原理 水基脱模剂具有优良的高温成膜性,冷却润滑性,水分散 性,使用方便,保护作业环境,其脱模作用在于喷涂后所沉积 在型腔表面上厚度仅微米级的致密的薄膜.这种脱模剂以水作 为载体,使用时水含量一般占95%以上,由于水的大量存在, 水基脱模剂对模具的冷却作用是显而易见的,若使用油基脱模 剂刷涂,则除油剂挥发带走部分热量外,所发生的对流换热只 是自然对流换热;若用水基脱模剂喷涂,则发生水雾和空气混 合的强制对流换热,其冷却效果一般比自然对流强5,10倍J. 压力铸造是将液体(半凝固态)金属在高压(1000-4000kN) 作用下,以较高的速度(0.5-50m/s)充填压铸模型腔,并在压 力作用下迅速凝固而获得铸件的一种工艺.锌合金压铸件一般 采用热室压铸机生产.在整个金属压铸过程中,脱模剂的作用 主要有下述三个方面:(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问形成一层隔离膜,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J. 根据压铸工艺过程要求和脱模剂所起的作用分析,研制的 铝锌合金压铸脱模剂应满足如下要求: (1)良好的润滑和脱模性能.即要求脱模剂对金属表面在 高温下有足够的吸附强度,能在金属变形过程中形成完整均匀 的润滑膜,并有低的摩擦系数. (2)具有良好的冷却性和绝热性.热挤压坯料温度较高, 再加上塑性变形热和摩擦热,易使模具强度下降,磨损加快, 从而缩短使用寿命【jJ.一次压铸成型的时间一般在10S以内, 这就要求脱模剂具有高效降温性能,使得模具在较低温度下工 作. (3)高温湿润性,润滑性能好,分离脱模能力强,对深腔 细长芯,多向轴芯投影面大等压铸模具有优越的脱模效果. (4)发气量少,表面无油纹,不产生气孔.不含石墨,对 模具不起化学反应,没有腐蚀性,防止粘模,拉伤,不沉淀, 不积炭,不结焦,使铸件洁白光亮,不影响涂漆,电镀等后续 工序.' (5)无烟无污染,保持环境清洁,有利健康;使用方便, 利于自动化生产. 2研制内容 2.1主润滑材料的选择 铝锌等金属及其合金在塑性成形过程中具有高压,高温, 甚至高速以及金属基体连续变形,接触表面不断更新,接触表 面非稳定流动等特性.为适应各种加工工况,润滑剂配方不仅 应该种类繁多而且性能各异,以便能在各种比较恶劣的摩擦条 件下起到润滑作用J.作为润滑剂,高熔点的氧化聚乙烯蜡具 有十分优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用,无毒,热 稳定性好,高温挥发性低,提高压铸件的表面光泽等作用,而 且易清洗,不影响后续工序的涂漆,电镀,因此是一种十分理 想的高温润滑材料.我们共选择了A,B,C,D四种氧化聚 乙烯蜡为主润滑材料,乳化得脱模剂,其它添加剂保持不变, 所得产品性能比较如表1. [收稿日期]2009-07-02 [作者简介】余龙飞(1983一),男,广东信宜人,本科,助理工程师,主要从事表面活性 剂配方技术研究. 22 广东化工 www.gdchem.corn 2009年第9期 第36卷总第197期 表1不同主润滑材料所得产品性能比较 Tab.1Productperformancecomparisonbydifferentmainlubricatingmaterial 注:根据表1所得结果,我们选用了熔点为112?的进V1氧化聚乙烯蜡D作为脱 模剂的主润滑材料. 2_2基础油的选择 基础油起着润滑渗透作用,同时要求在高温下不能产生积 炭,并且要作为各种添加剂的载体,因而基础油的选择相当重 要.高温下使用的润滑油应选用闪点和粘度较高的基础油.相 对于矿物油而言,硅油具有更好的稳定性,更高的闪点以及粘 度.但普通的二甲基硅油润滑效果欠佳,耐高温性能不足,与 配方其它成分相容性不好,并且容易粘附在压铸件表面而影响 后续工序.本实验通过对硅油分子中甲基基团的长链烷基(c16) 改性和苯基改性,提高其溶解性能及耐高温性,获得了相容性 好,耐高温,高润滑性能的有机改性硅油SC一3,实验结果如 表2(其它成分保持不变). 表2不同基础油对脱模剂性能的影响 Tab.2Effectofdifferentbaseoiltomoldlubricating 2.3高温极压剂的选择 极压剂是一种能够在高温,高压的边界润滑状态下,通过 摩擦与金属材料表面发生化学反应生成化学反应膜,从而起到 减少摩擦力,防止金属接触表面擦伤和熔焊,是金属表面得到 有效保护的润滑剂添加剂.其实质是一种化学腐蚀作用,但是 由于这种腐蚀量比较小,而且这种腐蚀产生的薄膜有利于减少 金属材料之问的摩擦,所以这种极压剂对于金属材料的化学腐 蚀作用可以称为一种"有限腐蚀"或者"有利腐蚀"现象.含 硫,磷,氯等活性原子的极压剂都可通过摩擦化学反应在金属 表面生成反应膜.本脱模剂选用磷系极压剂TCP. 2.4乳化剂的选择 对于水包油(o/w)乳液型水基脱模剂而言,原液应在高/ 低温下保持较长时间稳定不分层,不析出以及良好的分散性和 较小的乳液粒径,因而表面活性剂的选择与复配尤其重要.阳 离子表面活性剂所需要的酸性介质会对金属产生腐蚀作用,不 适宜用于配方中.经过大量的实验筛选,并根据油性体系的 HLB值,我们选用了十二烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂 和非离子表面活性剂Y/Z进行三元复配,占有效物质量分数 的15%即达到良好的乳化效果,乳化制备的脱模剂稳定性好, 乳化容易,乳液粒径小,在室温下储存一年未发现分层或析出 现象,实验结果见表3. 表3乳化剂用量对乳液的影响 Tab.3Effectofemulsifierdosagetoemulsion 2.5pH调节剂 把脱模剂乳液pH调到中性或弱碱性,可以使脱模剂避免 细菌侵扰变质和对金属的腐蚀.由于无机碱在高温下反应分解 的产物无机盐和金属氧化物容易沉积在模具角落中,难以通过 喷枪清除,长时间会生长成坚硬的晶粒而刮伤压铸件或使得各 压铸件在表面同一地方出现凹陷小孔,因此不适宜用在脱模剂 配方中.本配方选用有机碱(二乙醇胺)作为pH调节剂. 2.6配方的确定 结合相关资料,本课题组对金属压铸脱模剂的润滑材料, 基础油,乳化剂以及助乳化剂等原料进行了大量的筛选工作, 同时也对乳化工艺条件进行了深入的探讨.在实验中,优化了 乳液的颗粒度和稳定性,乳液的高温成膜性与润滑性,解决了 乳液的状态及气味,水纹油纹,铸品表面暗哑等一系列问题, 并通过了番禺多个厂家的实机试用.在此基础上,我们确定了 耐高温铝锌压铸脱模剂的配方,并定名为MPS-116,其基本 组分含量如表4. 表4耐高温铝锌压铸脱模剂的配方 Tab.4Formulaofhightemperatureresistance aluminumandzincdiecastingreleaseagent 组分含量/% 氧化聚乙烯蜡D 改性硅油SC-3 极压剂TCP 阴离子和非离子表面活性剂 二乙醇胺 其它助剂 水 2O,30 5,10 2,5 8-l5 1,3 5,1O 余量 2_7产品性能指标的测定与比较 测试项目与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 : (1)乳液稳定性(原液及稀释液):20,37,60?(烘箱)温度 下放置一昼夜,观察其稳定性. (2)剪切稳定性:1:40稀释液在高速搅拌器中搅拌3min, 对比搅拌前后稀释液是否分层或有其他变化. (3)泡沫:检查剪切稳定性同时,观察在稀释液静置3min 后液体表面的泡沫厚度. (下转第5O页) 50 广东化工 www.gdchem.com 2009年第9期 第36卷总第197期 (上接第40页) 3结论 3.1基础聚合物类型对密封胶的影响 采用甲基二甲氧基封端107与三甲氧基封端107复配,密 封胶的挤出性好一些,表干时间略长一些,更有利于在施工过 程的修边.甲基二甲氧基封端107与三甲氧基封端107复配, 拉伸模量相对最小,硬度相对小并且断裂伸长率比较高,可以 达到中低模量,更适合幕墙方面的高要求,并且对体系的贮存 期方面也有明显的改善. 3.2增塑剂添加量 不加增塑剂,对石材无污染,但挤出性差,且断裂伸长率 小.增塑剂质量分数为5%,10%,密封胶可以得到很好的性 能;增塑剂若过大,则表干偏慢,对下垂度有些影响. 3.3填料与基础聚合物配比 填料与基础聚合物的配比在0.8,1.2范围内,密封胶表 干,下垂度没有影响;填料比例增加,挤出性有所下降,硬度 略有增加;填料与基础聚合物比例为1时,密封胶的拉伸模量 和断裂伸长率等方面效果较好. 参考文献 [1]黄应昌,吕正芸.弹性密封胶与胶粘剂[M].北京:北京工业出版社, 2003:257—261. [2]幸松明,王一璐.有机硅合成工艺及其产品应用[M].北京:北京工业 出版社,1999:614.655. [3]3王有治,卢麟,李莉.中性硅酮石材密封胶及其制造方法 【P】.CNI31953A.2002:1-7. [4]黄文润.单组分室温硫化硅橡胶的配制(七)[JJ.有机硅材料,2003,17(4): 39—44. (本文文献格式:潘自鼎.石材幕墙用硅酮建筑密封胶的制备 研究【J】_广东化工,2009,36(9):39—40) (上接第22页) (4)冻融稳定性:冰冻一昼夜,次日从冰框中取出使其融 化,观察是否能回复到初始状态.如此重复了3次,然后配制 I:10的稀释液,将其放入烘箱中评估其稳定性. (5)腐蚀性:将Fe,A1,Zn条浸入密封的原液罐中,同时 将一块钢放在1:10稀释液中(密封罐).将这些罐放在60? 烘箱中存放一昼夜,然后取出.看金属条有无腐蚀,掉色等现 象,或者脱模剂有无变色,分层,胶状物质生成等. 对比测定了自制脱模剂和进口样品的部分性能,见表5 所示. 表5产品性能及比较结果 Tab.5Productperformanceandcomparisonresults 从表2可见,MPS-116性能与进口同类样品相近. 3实际应用 中试产品在广东番禺和东莞等地的压铸企业进行使用性 能的实机考核,并与进口及国内同类产品使用性能进行了对 比,结果如表6. 从表6可见,MPS一116脱模剂具有好的脱模效果和极好 的铸件表面光泽,其综合使用性能比国内同类产品好,与进口 同类产品相近.同时,该脱模剂的售价仅为进13同类产品的 30%-50%,具有很大的价格优势,可为国内压铸企业提高压 铸件质量,降低生产成本,带来可观的经济效益. 表6脱模剂使用性能比较结果 Tab.6Comparisonresultsofreleaseagentuseperformance 4结论 PS一116耐高温铝锌压铸脱模剂具有良好的润滑润湿性, M 高温成膜性和极好的铸件表面光泽,对压铸件后续工序无影 响,而且水稀释比例大,使用方便,价格便宜,很好地满足了 现代铝锌压铸工艺的要求,全面推广可为企业带来良好的经济 效益. 参考文献 [1]范琦,徐永博,卢宏远.关于压铸用水基脱模剂的几个问题[J].特种铸 造及有色合金,1995(6):30—32. [2]潘传艺,欧博明.锌合金压铸脱模剂的研制与应~ll[J].润滑与密封, 1999(6):41—42. [3]严宏志,钟掘.铝及其合金热挤压水基脱模剂的研制[J】.铝加工,1994, 17(4):33—35. [4]赵振铎,张召铎,王家安.金属塑性成形中的润滑材料[M].化学工业 出版社,2005. (本文文献格式:余龙飞,李莉,李欢玲.耐高温铝锌金属压 铸脱模剂的研制[J】_广东化工,2009,36(9):21—22)