铸管内壁聚氨酯涂层缺陷解决方法的探讨
孙广伟 苏柏林 张俊文
（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司）
摘要：本文介绍了铸管内壁喷涂聚氨酯涂层产生气孔、凹坑、环痕缺陷，对缺陷进行了分析研究，改进了生产工艺，聚氨酯涂层质量明显提高，对同类企业具有借鉴、推广作用。
关键词：铸管 聚氨酯涂层 缺陷 改进
1 前言
安钢集团永通公司铸管内壁聚氨酯涂层采用机械化喷涂，喷涂设备选用进口喷涂泵，喷涂厚度一次能达到900μm以上（见图1），但内壁表有气孔、凹坑、环痕缺陷（见图2），严重影响了铸管外观质量，为此，本文作者对铸管内喷聚氨酯涂层产生气孔、凹坑、环痕缺陷进行了分析、研究，经过改进生产工艺后，消除了聚氨酯管涂层的气孔、凹坑、环痕，产品质量明显提高。
图1厚度测量 图2-1气孔
图2-2凹坑 图2-3环痕
2 气孔产生的原因分析及改进措施
2.1气孔产生的原因分析
吸附在铸管表面的气体和水份。铸管光在机器中停放较长时间的管模，由于表面温度较低会吸附大量的气体和水蒸汽。另外，在铸管内表面有小坑、龟纹，使其表面吸附面积增大，其所吸附的气体和水汽的量也会大量增多，故在这些地方出现气孔的概率非常大。
聚氨酯涂层凝固速度等于气泡上浮速度，或者二者数值非常接近时，由于聚氨酯涂层是在一定温度范围内凝固，在凝固前沿有聚氨酯的液—固层，正在成长的气泡将液体从这个层中挤走，由于离心力的作用，气孔有向聚氨酯涂层内表面运动的趋势，液态聚氨酯未凝固前被气体冲开，这样就形成了气孔（图2-1）
2.2 气孔产生的改进措施
1）注意清理铸管内壁油脂和杂物。
2）铸管应预热除潮，喷涂前应充分烘烤、预热5分钟。
3）控制喷涂铸管旋转速度，减少卷入空气。
4）提高铁水纯净度，加强铁液的扒渣和挡渣效果。
3 环痕产生的原因分析及改进措施
3.1 环痕产生的原因分析
图3-1 环痕 图3-2 凹坑
铸管内壁打磨机采用插承口对磨，磨头行走速度由人工操作，因人工操作磨头行走速度不均，磨头在铸管内壁轴线方向停动时间长短不一样，导致产生环痕，铸管内壁不光滑，喷涂后聚氨酯涂层盖不平铸管内表面环痕，造成聚氨酯涂层喷涂后产生类似的环痕。
3.2环痕产生的改进措施
铸管内壁打磨机人工控制行走磨头速度，改为自动行走PLC控制，打磨磨头行走速度均匀；另外每根铸管内壁打磨采用粗、精工序，改进后环痕消除。
4 凹坑产生的原因分析及改进措施
4.1凹坑产生的原因分析
离心球墨铸铁管内表面形成龟纹，并伴有龟纹片翘起现象。龟纹的网络块大小和纹片翘起程度与铁液的碳当量和管模的冷却速度有关。铁液碳当量愈高，共晶度愈大，铁液中析出的石墨球愈多，凝固前体积膨胀量愈大，纹片翘起愈严重；另外，离心铸管的内表面夹渣。铸管内壁打磨工作量大，部分铸管壁厚订磨2.5mm还有凹坑见图3-2，所铸管内涂聚氨酯涂层后表面会留有凹坑见图3-2，所铸管内壁喷涂聚氨酯涂层后表面会留有凹坑。
4.2 凹坑产生的改进措施
1）根据不同的管径大小采用合适的碳当量。避免因碳当量过高，从铁液中析出初生石墨球数量过高引起凝固前体积膨胀量过大。适当提高管模冷却速度和降低铁液浇注温度，可以减少铁液表面氧化。
2）减少铁液中的含渣量，S控制在0.01%以下；铁液中残留镁量控制在0.04%-0.045%，以减少铁液表面氧化。
3）提高铁水纯净度，加强铁液的扒渣和挡渣效果。
5生产验证
通过以上改进措施的实施，以及生产中对各种工艺参数的调整和修正，生产的聚氨酯涂层平整、光滑，质量明显提高。改进后生产的聚氨酯涂层见图4.
图4聚氨酯涂层试验
6 结语
铸管内壁喷涂聚氨酯涂层生产工艺改造后，经验证情况来看，此气孔、凹坑、环痕缺陷改进措施可靠，对聚氨酯涂层质量提高具有借鉴、推广作用。
参考文献：
1. 范英俊 离心球墨铸管工艺及装备 中国科学技术出版社；2001年1月
2. 王振宇 球墨铸铁管 冶金工业出版社；1990年8月
第一作者姓名：孙广伟 出生年月：1977.07性别：男 民族：满族 职称：高工
学历：本科 研究方向离心球黑铸管工艺设备
工作单位：河南省安钢集团永通铸管有限公司 电话：13598119890 0372-503882
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