浸滲原理與工藝跟浸滲劑的物理性能

{一}、浸滲原理與工藝
汽車發(fā)動機再制造是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟“減量化、再利用、資源化”三原則中再利用原則的重要途徑，也是實現(xiàn)廢舊產(chǎn)品循環(huán)利用的關鍵措施。浸滲工藝是發(fā)動機再制造的一個重要組成部分，該工藝于20世紀60年代開始研究，目前浸滲技術(shù)應用面不斷擴大，尤其是浸滲處理，如日本幾個大汽車公司在發(fā)動機生產(chǎn)中把鑄件浸滲作為一道的工序。浸滲工序一般都放在毛坯或半成品階段進行，我國一汽、東風、重汽、上海大眾等企業(yè)也都有應用，轎車發(fā)動機缸蓋為鋁合金材質(zhì)、均采用浸滲。
無機浸滲成本低，污染少，設備簡單，有的實用價值和顯著的經(jīng)濟效益。但我國對其抗振性、清潔度、防銹及可缺陷條件等實用性細節(jié)問題研究甚少。無機浸滲劑的主要成分是硅酸鈉即水玻璃和少量的其他添加劑。在整個浸滲過程中，除了有少量殘余浸滲設備會隨著清洗的水排人污水箱外，不產(chǎn)生其他廢氣和廢物，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。為此，提出無機浸滲在大功率發(fā)動機再制造缸蓋上應用，對推進綠色再制造項目具有現(xiàn)實意義。
浸滲處理主要為浸滲劑的滲透和固化過程，其滲透過程是借助于液體與固體之間的浸潤現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象，通過的壓力和處理使浸滲劑滲人鑄件的微孔中，并利用浸滲劑對金屬的物理化學吸附作用以及浸滲劑本身的粘性使浸滲劑保待在微孔中。浸滲的固化過程主要是水玻璃型浸滲劑的脫水形成固體SiO2的過程，其中的固體粉末金屬氧化物隨著硅酸一起固化，形成以粉未為骨架的化學填料使微孔密封。
浸滲處理分為前處理、浸滲和后處理三個階段，前處理是指將待浸滲處理的零件再浸滲處理前行脫脂、清洗和烘干，浸滲處理時的零件表面沒有油漬和水分；浸滲處理將零件裝人浸滲罐中進行密封抽真空，以充分排除罐內(nèi)及工作孔隙處的空氣和微塵，利用壓差動力及罐內(nèi)負壓吸人浸滲劑，再進行二次抽真空保壓和加壓保壓使浸滲劑壓人零件缺陷部位；后處理將零件經(jīng)過瀝干后在清洗槽中對零件表面殘余的浸滲劑進行清洗和防銹，再放人固化爐中進行固化處理。
{二}、浸滲劑的物理性能
浸滲劑需具有良好的浸透性和粘附性，同時固化后還應具備良好的耐介質(zhì)性以及與工件較接近的物理性能。很據(jù)基體材料，浸滲劑可分為和無機兩大類。
浸滲劑(如厭氧自固型樹脂)的耐熱性較差，且價格較貴(目前與無機浸滲劑的價格比約為20X30；1)，工藝要求嚴格；無機浸滲劑(如硅酸鹽，浴稱水玻璃)的材料來源廣泛，耐熱性高，但固化物含量低，固化收縮率大，性脆，和耐水性能差，為此需進行改性處理。
目前生產(chǎn)上常用的浸滲劑有以下幾種：
(1)硅酸鹽無機浸滲劑，它是rJ硅酸鹽作主要原料，通過改性處理，并加入量的表面活性劑、固化劑、增韌劑、填料及分散劑等組成，是不燃、不爆的紅色粉末分散膠體溶液。具有表面張力小，粘度低，儲存穩(wěn)定，易清洗，易固化，使用時不需加熱和攪拌，浸滲，固化物耐水、耐壓、耐熱、耐化學溶液(強堿、氫氟酸除外)等特點，且價格較低。適用于各種金屬材料(鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、鋅合金、鎂合金等)、任何形狀、各種類型受壓(氣壓、液壓)鑄件及粉末冶金件等多孔性材料的泄漏滲補，填補孔隙能力可達0.3mm。
TJ系列浸滲劑現(xiàn)有TJ-1和TJ-2等品種，分別適用于常溫和高溫(可達650℃)等不同要求的場合。
(2)厭氧自固型樹脂浸滲劑。它是以丙烯酸醋為基料，添加引發(fā)劑、劑、表面活性劑和阻聚劑等組成。該浸滲劑的特點是在空氣中呈液態(tài)，不會凝固，而當注入到金屬等接縫中去與空氣隔絕時，在常溫下即能自行固化成一種聚合的狀態(tài)，聚合的基本原理是隔絕空氣(沒有氧)。這種浸滲劑的粘度小，滲透性強，易于清洗，固化時收縮率小，具有良好的耐介質(zhì)性。其固化速度受化學因素、金屬基體和環(huán)境溫度等影響。為防止浸滲劑自然聚合，儲存和使用時須注意通風并保持恒溫。時還可使用不同的添加劑專門“調(diào)配”，以便達到較佳的效果。(3)熱水固化型樹脂浸滲劑，是一種單組份、升溫固化的浸滲劑。它含有多種單體樹脂，粘度較小，能夠在接近沸騰的水中(一般為80~95℃)固化，固化后形成一種熱固性塑料。這種浸滲劑可避免厭氧自固型樹脂浸滲劑在運輸、儲存、生產(chǎn)和監(jiān)控等方面的麻煩，它無需通風、制冷，也不需要任何添加劑和固化劑以及復雜的設備，浸滲劑相對穩(wěn)定，隨時可用，特別適用于非連續(xù)生產(chǎn)的場合。