浸滲劑類型的選擇同真空加壓浸滲工藝

(一(yi))、浸滲劑類型的(de)選擇
伴隨著浸滲(shen)技術(shu)發(fa)展的同時，化學工業也急(ji)劇發(fa)展，這又(you)了浸滲(shen)劑的研究與(yu)，種類繁多，用途廣泛，性能優良的浸滲(shen)劑不斷出現。
較初被廣泛應用的一種浸滲設備是硅(gui)酸鈉(na)類(俗稱水玻(bo)璃)浸滲(shen)劑，由于(yu)此類浸滲(shen)劑屬于(yu)硅(gui)酸鹽，也稱無機浸滲(shen)劑，屬于(yu)前一代浸滲(shen)劑，它(ta)的水溶液含水60%以上。
用水玻璃做浸滲劑始(shi)于上(shang)個世紀30年代，能夠承受500℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高溫是其(qi)較大的(de)(de)優點，同時其(qi)具有耐油的(de)(de)特(te)性。
但(dan)相對于優點(dian)則為(wei)顯(xian)著，因其粘度(du)高(gao)導致浸滲(shen)過程慢長(chang)、浸滲(shen)后(hou)零件難清洗(xi)、固化速度(du)慢滲(shen)漏率高(gao)而需多次(ci)重復(fu)浸滲(shen)等等。
以(yi)上(shang)(shang)這(zhe)些(xie)缺(que)點均是由它的(de)化學成分決定的(de)：酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)浸滲(shen)劑里(li)面含有(you)60%以(yi)上(shang)(shang)的(de)水分子，而其(qi)浸滲(shen)密封(feng)是靠對其(qi)加熱脫水后(hou)的(de)剩余(yu)物(硅酸(suan)(suan)納Na2SiO3)來密封(feng)微孔，但這(zhe)時的(de)硅酸(suan)(suan)鈉鹽(yan)(yan)體(ti)積變小，不能對孔隙形成的(de)封(feng)堵，這(zhe)就是其(qi)需反復(fu)浸滲(shen)的(de)原因(yin)。
2、無(wu)機浸滲的固化機理為物理變化，屬于可(ke)逆反應(ying)。
假設一件(jian)浸(jin)滲后修補好的工件(jian)存放在(zai)一個足夠濕度的環境當中，這(zhe)時硅(gui)酸鈉鹽能夠吸收空氣中的水分(fen)子，時間長了工件(jian)表面會“流鼻涕”。
這就是(shi)水玻璃吸水后還原反應(ying)。
3、固化物。
水(shui)(shui)玻璃的(de)脫水(shui)(shui)固化物(wu)，這(zhe)是(shi)一種(zhong)類似細石沙的(de)無機鹽粉狀物(wu)，毫(hao)無物(wu)理(li)強度。
總之(zhi)，無(wu)機浸(jin)滲劑的(de)性(xing)、差，已在大多數場合被淘(tao)汰。
聚醋(cu)類浸滲劑(ji)屬于二代浸滲劑(ji)，其(qi)于二十世紀(ji)四十年代開始使用(yong)，其(qi)具有(you)(you)密封效果良好、耐化學(xue)腐蝕性和(he)能承受(shou)溫度達(da)204℃的(de)(de)特點，但它的(de)(de)缺點是(shi)固化時間較(jiao)長且工藝復(fu)雜，浸滲后(hou)零件表面有(you)(you)較(jiao)多殘留而不易(yi)清洗(xi)，特別是(shi)其(qi)含有(you)(you)毒(du)素影響操作人員健康(kang)和(he)，需(xu)要專門的(de)(de)設(she)(she)備，增加了設(she)(she)備投入(ru)成(cheng)本，因(yin)此(ci)聚醋(cu)類浸滲劑(ji)并沒(mei)有(you)(you)廣泛的(de)(de)應用(yong)。
當前，前一代硅酸鈉(na)類和二代聚醋類浸滲劑已逐漸被、環保、浸滲合(he)格率高的(de)第三代丙烯酸醋類浸滲劑所取代(本文所設計的(de)浸滲工藝采(cai)用(yong)的(de)浸滲劑為此類型)。
而丙烯酸醋類浸滲(shen)(shen)劑又分為加熱固化(hua)型浸滲(shen)(shen)劑和厭氧自(zi)固型浸滲(shen)(shen)劑兩種(zhong)。
加熱固化型浸滲劑(ji)(ji)(ji)是由多種類(lei)丙(bing)烯酸單體、引發劑(ji)(ji)(ji)、表面(mian)活性(xing)劑(ji)(ji)(ji)和(he)劑(ji)(ji)(ji)等混(hun)合后構(gou)成。
它浸(jin)(jin)(jin)滲(shen)密封(feng)鑄(zhu)件的(de)原理是利用(yong)設(she)備(bei)，將零件浸(jin)(jin)(jin)入丙烯酸醋類(lei)浸(jin)(jin)(jin)滲(shen)劑液(ye)體(ti)內，采用(yong)真空及(ji)加壓(ya)的(de)方法(fa)，讓低(di)粘(zhan)度的(de)浸(jin)(jin)(jin)滲(shen)劑充滿(man)鑄(zhu)件缺陷，后加熱使液(ye)態(tai)的(de)浸(jin)(jin)(jin)滲(shen)齊」聚合(he)固化成強度及(ji)韌(ren)性(xing)俱佳(jia)的(de)熱固性(xing)彈性(xing)體(ti)，從(cong)而起到密封(feng)缺陷的(de)效果。
丙烯酸(suan)醋類(lei)浸滲(shen)劑(ji)(ji)的優點先(xian)是(shi)粘(zhan)度低，能(neng)夠浸滲(shen)劑(ji)(ji)進入零件內(nei)缺陷；其(qi)次是(shi)較寬溫度的適用性，固化后(hou)的密(mi)封體(ti)在(zai)一50~200℃的范圍內(nei)都能(neng)正常發揮效能(neng)；再次是(shi)固化前后(hou)體(ti)積收縮變化小，能(neng)夠密(mi)封后(hou)的高合(he)格率。
較后是(shi)由于此(ci)類(lei)浸滲(shen)劑中(zhong)含有(you)表面活性劑，因此(ci)可使浸滲(shen)后的(de)殘留液遇水后乳化(hua)達到零件表面易清洗的(de)目(mu)的(de)。
但丙烯酸醋類浸滲(shen)劑(ji)通常含有引(yin)發劑(ji)和阻聚劑(ji)，聚合和阻聚這樣一對競爭(zheng)反(fan)應(ying)會造成其在(zai)儲存和使用過程中的穩定性(xing)差。
同時，這類浸滲劑由于在固化過程中需要(yao)對其進(jin)行(xing)加(jia)熱，因(yin)此會出現(xian)(xian)一些密(mi)封膠溢出現(xian)(xian)象，原因(yin)是浸滲后(hou)的零件在加(jia)熱過程中樹脂比金屬的熱膨脹(zhang)。
這種結(jie)果會導致浸(jin)滲(shen)后的合格(ge)率下降并可(ke)能弄污(wu)部(bu)件表(biao)面。
厭氧自固型浸滲劑(ji)也稱為厭氧密封膠(jiao)，同樣是以(yi)丙烯酸醋類(lei)化合物(wu)為主(zhu)添加表(biao)面活性劑(ji)、穩定(ding)劑(ji)、劑(ji)和引(yin)發劑(ji)等其它成分(fen)。
其特點是具有自固化及(ji)調節(jie)固化速(su)度的能力(li)，使其成為密封(feng)金(jin)屬和(he)非金(jin)屬部件(jian)孔隙的較密封(feng)材料。
液態的密封膠有自然聚合(he)(he)的傾向(xiang)，但通過向(xiang)包裝物中滲入(ru)少量空氣并保持(chi)恒定溫(wen)度的辦法便可阻止這種聚合(he)(he)。
厭氧密封(feng)膠(jiao)同時具(ju)(ju)有向微孔(kong)主動浸滲的性質，當液(ye)態密封(feng)膠(jiao)進入零件孔(kong)隙時，它不(bu)再具(ju)(ju)有穩定空氣源，并開始化學固化。
其與金屬離子接觸可(ke)固化(hua)，這類似某些化(hua)學催(cui)化(hua)劑，然而加熱(re)、催(cui)化(hua)劑和金屬離子對(dui)固化(hua)過程并不(bu)是(shi)條件(jian)，但(dan)它(ta)們(men)可(ke)調節固化(hua)反應(ying)的速度，并通過控制(zhi)每次浸滲過程中(zhong)固化(hua)反應(ying)速度以獲得較佳浸滲效果。
厭氧密封(feng)膠不會出(chu)(chu)現溢(yi)出(chu)(chu)現象，故部件不會被弄污，密封(feng)性能穩定。
厭氧密封(feng)膠自固化的性，可浸(jin)滲過的零部件不(bu)滲漏。
由于厭氧密封膠具有以(yi)上的性質(zhi)使其通常適于浸(jin)滲粉末金(jin)屬(shu)部件，因(yin)為粉末金(jin)屬(shu)的孔隙分布(bu)范(fan)圍廣(guang)，使用熱固化密封膠時(shi)會產生溢出問題。
浸(jin)(jin)滲(shen)劑(ji)(ji)(ji)除(chu)了以上介(jie)紹的(de)主要類(lei)型(xing)外(wai)，無機(ji)浸(jin)(jin)滲(shen)劑(ji)(ji)(ji)中還包括堿(jian)金屬鋁酸(suan)鹽(yan)類(lei)、硫酸(suan)鹽(yan)類(lei)及氯化(hua)物(wu)類(lei)浸(jin)(jin)滲(shen)劑(ji)(ji)(ji)，浸(jin)(jin)滲(shen)劑(ji)(ji)(ji)還包括環氧樹脂(zhi)類(lei)、酚醛樹脂(zhi)類(lei)浸(jin)(jin)滲(shen)劑(ji)(ji)(ji)等。
本文根據對以上浸(jin)(jin)滲(shen)劑類型及優(you)缺點的對比分析及與浸(jin)(jin)滲(shen)劑生(sheng)產廠家的交(jiao)流，依據生(sheng)產廠家對高壓(ya)鑄造鋁合金零件浸(jin)(jin)滲(shen)的經驗，我們選(xuan)擇了加熱固(gu)化型浸(jin)(jin)滲(shen)劑。
(二)、真空加壓浸滲(shen)工藝
在(zai)的鋁鑄件生(sheng)產廠中，目(mu)前(qian)普遍(bian)采用真(zhen)空(kong)(kong)加(jia)(jia)壓(ya)浸(jin)滲(shen)法。真(zhen)空(kong)(kong)加(jia)(jia)壓(ya)浸(jin)滲(shen)過程主要(yao)在(zai)真(zhen)空(kong)(kong)壓(ya)力罐(guan)中進行，其工(gong)藝流(liu)程如(ru)圖1所示(shi)。按工(gong)藝處理(li)(li)順序可分為(wei)前(qian)處理(li)(li)、浸(jin)滲(shen)處理(li)(li)和后(hou)處理(li)(li)3個階段(duan)。
前處理(li)是將鑄(zhu)件(jian)(jian)脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)、清(qing)洗，再干燥(zao)備(bei)用。主要目的(de)在于去除零(ling)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)油(you)污、金屬(shu)碎屑(xie)和灰塵，提高浸(jin)滲(shen)質量(liang)(liang)，防止(zhi)油(you)污及機械(xie)雜質帶(dai)入(ru)浸(jin)滲(shen)液(ye)中(zhong)影響(xiang)滲(shen)透力和粘結力。常用脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)方法有(you)溶劑脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)、堿液(ye)脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)及電化學脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)。鑄(zhu)件(jian)(jian)在上(shang)述脫(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)清(qing)洗后，取出經熱水(shui)漂洗再在80~90℃下烘干，為提高浸(jin)透效(xiao)果，并防止(zhi)大量(liang)(liang)水(shui)分進入(ru)真(zhen)空泵，清(qing)洗后的(de)烘干是非常重要的(de)。
浸滲劑浸滲(shen)處理是將(jiang)經前處理的工件(jian)裝浸滲(shen)罐密封(feng)抽(chou)真(zhen)(zhen)空15min，以(yi)充分(fen)排除(chu)罐內及鑄件(jian)孔隙(xi)處的空氣(qi)和微(wei)塵，為浸滲(shen)劑的填充和滲(shen)透創造壓差動力條件(jian)。然后利用罐內負壓吸入浸滲(shen)劑，再次抽(chou)真(zhen)(zhen)空15min。
二次抽真空的(de)目的(de)，在(zai)于(yu)排出罐內浸滲(shen)液中的(de)氣體(ti)，防止溶有氣體(ti)的(de)浸滲(shen)液滲(shen)入鑄件(jian)微孔缺陷(xian)中去(qu)，以防止固化時氣孔的(de)產生影響密封(feng)性能。較(jiao)(jiao)后(hou)加壓0.5~0.75MPa，保持15~20min使已充填(tian)和滲(shen)入鑄件(jian)孔隙(xi)內部(bu)的(de)浸滲(shen)劑進(jin)一步向(xiang)缺陷(xian)各個部(bu)位較(jiao)(jiao)深處滲(shen)透(tou)。
后處(chu)理是將工件滴干、清洗并放入(ru)(ru)固化爐中固化，使進入(ru)(ru)鑄件孔隙的浸滲劑由液態向固態轉(zhuan)變，形(xing)成堅實(shi)的固化膜(mo)。
固(gu)化(hua)(hua)溫度(du)為80~90℃，保持2h以上(shang)，或(huo)在室溫(25℃以上(shang))下(xia)放置(zhi)24h。如鑄件(jian)(jian)在300℃以上(shang)條件(jian)(jian)使用(yong)，宜先在80℃溫度(du)下(xia)固(gu)化(hua)(hua)2h，接(jie)著(zhu)在110℃溫度(du)下(xia)繼(ji)續固(gu)化(hua)(hua)1h。受壓(ya)鑄件(jian)(jian)浸(jin)滲(shen)后需進行壓(ya)力試(shi)驗，檢(jian)查浸(jin)滲(shen)處(chu)(chu)理(li)后是否(fou)達到要求(qiu)的氣密性。凡在浸(jin)滲(shen)范圍內仍有泄(xie)漏，允許(xu)進行再浸(jin)滲(shen)，對3次浸(jin)滲(shen)仍有泄(xie)漏的鑄件(jian)(jian)作廢品處(chu)(chu)理(li)。通常，試(shi)驗壓(ya)力值(zhi)為工(gong)作壓(ya)力值(zhi)的2倍。