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浸渗原理与工艺跟浸渗剂的物理性能

启源机械 发布时间:2021-01-03

{一}、浸渗原理与工艺
汽车发动机再制造是实现循环经济“减量化、再利用、资源化”三原则中再利用原则的重要途径,也是实现废旧产品循环利用的关键措施。浸渗工艺是发动机再制造的一个重要组成部分,该工艺于20世纪60年代开始研究,目前浸渗技术应用面不断扩大,尤其是浸渗处理,如日本几个大汽车公司在发动机生产中把铸件浸渗作为一道不可缺少的工序。浸渗工序一般都放在毛坯或半成品阶段进行,我国一汽、东风、重汽、上海大众等企业也都有应用,轿车发动机缸盖为铝合金材质、均采用浸渗。
无机浸渗成本低,污染少,设备简单,有的实用价值和显著的经济效益。但我国对其抗振性、清洁度、防锈及可缺陷条件等实用性细节问题研究甚少。无机浸渗剂的主要成分是硅酸钠即水玻璃和少量的其他添加剂。在整个浸渗过程中,除了有少量残余浸渗设备会随着清洗的水排人污水箱外,不产生其他废气和废物,不会对环境产生污染。为此,提出无机浸渗在大功率发动机再制造缸盖上应用,对推进绿色再制造项目具有现实意义。
浸渗处理主要为浸渗剂的渗透和固化过程,其渗透过程是借助于液体与固体之间的浸润现象和毛细现象,通过的压力和处理使浸渗剂渗人铸件的微孔中,并利用浸渗剂对金属的物理化学吸附作用以及浸渗剂本身的粘性使浸渗剂保待在微孔中。浸渗的固化过程主要是水玻璃型浸渗剂的脱水形成固体SiO2的过程,其中的固体粉末金属氧化物随着硅酸一起固化,形成以粉未为骨架的化学填料使微孔密封。
浸渗处理分为前处理、浸渗和后处理三个阶段,前处理是指将待浸渗处理的零件再浸渗处理前行脱脂、清洗和烘干,浸渗处理时的零件表面没有油渍和水分;浸渗处理将零件装人浸渗罐中进行密封抽真空,以充分排除罐内及工作孔隙处的空气和微尘,利用压差动力及罐内负压吸人浸渗剂,再进行二次抽真空保压和加压保压使浸渗剂压人零件缺陷部位;后处理将零件经过沥干后在清洗槽中对零件表面残余的浸渗剂进行清洗和防锈,再放人固化炉中进行固化处理。
{二}、浸渗剂的物理性能
浸渗剂需具有良好的浸透性和粘附性,同时固化后还应具备良好的耐介质性以及与工件较接近的物理性能。很据基体材料,浸渗剂可分为和无机两大类。
浸渗剂(如厌氧自固型树脂)的耐热性较差,且价格较贵(目前与无机浸渗剂的价格比约为20X30;1),工艺要求严格;无机浸渗剂(如硅酸盐,浴称水玻璃)的材料来源广泛,耐热性高,但固化物含量低,固化收缩率大,性脆,耐冲击和耐水性能差,为此需进行改性处理。
目前生产上常用的浸渗剂有以下几种:
(1)硅酸盐无机浸渗剂,它是rJ硅酸盐作主要原料,通过改性处理,并加入量的表面活性剂、固化剂、增韧剂、填料及分散剂等组成,是不燃、不爆的红色粉末分散胶体溶液。具有表面张力小,粘度低,储存稳定,易清洗,易固化,使用时不需加热和搅拌,浸渗,固化物耐水、耐压、耐热、耐化学溶液(强碱、氢氟酸除外)等特点,且价格较低。适用于各种金属材料(铸铁、铸钢、铝合金、锌合金、镁合金等)、任何形状、各种类型受压(气压、液压)铸件及粉末冶金件等多孔性材料的泄漏渗补,填补孔隙能力可达0.3mm。
TJ系列浸渗剂现有TJ-1和TJ-2等品种,分别适用于常温和高温(可达650℃)等不同要求的场合。
(2)厌氧自固型树脂浸渗剂。它是以丙烯酸醋为基料,添加引发剂、剂、表面活性剂和阻聚剂等组成。该浸渗剂的特点是在空气中呈液态,不会凝固,而当注入到金属等接缝中去与空气隔绝时,在常温下即能自行固化成一种聚合的状态,聚合的基本原理是隔绝空气(没有氧)。这种浸渗剂的粘度小,渗透性强,易于清洗,固化时收缩率小,具有良好的耐介质性。其固化速度受化学因素、金属基体和环境温度等影响。为防止浸渗剂自然聚合,储存和使用时须注意通风并保持恒温。时还可使用不同的添加剂专门“调配”,以便达到较佳的效果。(3)热水固化型树脂浸渗剂,是一种单组份、升温固化的浸渗剂。它含有多种单体树脂,粘度较小,能够在接近沸腾的水中(一般为80~95℃)固化,固化后形成一种热固性塑料。这种浸渗剂可避免厌氧自固型树脂浸渗剂在运输、储存、生产和监控等方面的麻烦,它无需通风、制冷,也不需要任何添加剂和固化剂以及复杂的设备,浸渗剂相对稳定,随时可用,特别适用于非连续生产的场合。

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