混杂导热纤维复合型壳的制备工艺研究

来源 :内蒙古工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuyuyuseu
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在熔模精密铸造中,硅溶胶型壳是应用最为广泛的一种型壳,但使用硅溶胶制备的涂料干燥时间过长,且型壳常温强度低,导致制壳周期长,生产效率低下。为改善硅溶胶型壳的综合性能,本文采取纤维加入量为耐火粉料的0.4%,钢纤维、钢纤维与碳纤维混杂比为为7:1和5:1的方式,将长度为2mm、3mm、4mm、5mm的纤维加入到机械搅拌的涂料中,重点研究了纤维参数对涂料的表观粘度、触变性及悬浮性的影响,并测量了型壳的常温强度、焙烧强度及高温强度,高温自重变形及型壳的热扩散系数。研究结果表明,纤维的加入会对涂料的流变性产生影响。涂料中加入钢纤维之后,其表观粘度随剪切速率的增大,呈现先急速增大后缓慢减小的趋势;随着碳纤维替换钢纤维越来越多,涂料的表观粘度相应变大;混杂比为5:1,纤维加入长度为4mm时,涂料的触变性最好,其触变环面积达到411.64 Pa·s-1;此时涂料的悬浮性最好达到92%。加入纤维之后,可以有效的提高型壳的常温强度。对于含不同纤维的型壳,型壳常温强度均呈现先增大,后减小的趋势。其中,纤维加入长度为4mm时,型壳常温强度最大,之后随着纤维长度的增加,型壳常温抗弯强度降低。型壳的焙烧后抗弯强度和高温抗弯强度与常温抗弯强度类似,呈现先增大后减小的趋势。在加入钢纤维为4mm的型壳中,型壳的焙烧后抗弯强度最大,为5.82MPa;当型壳中碳纤维替换钢纤维后,型壳焙烧后抗弯强度有所增加,但增加不大,其焙烧后最大抗弯强度为6.01MPa。在1200℃,纤维加入长度4mm时,型壳的高温抗弯强度最大。随着纤维长度的增加,高温自重变形量先减小后增大。纤维含量为0.4%时,混杂比为7:1,含4mm纤维试样变形量最小为0.28%。在温度较低时,随着测试温度的逐渐升高,型壳试样的热扩散系数逐渐减小,随着温度的继续升高,热扩散系数呈现逐渐增大的趋势。型壳的热扩散系数随着钢纤维含量的降低而降低,说明钢纤维在型壳中能够起到良好的导热作用,提高型壳的散热能力。
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