铜合金因具有优良的导电导热性能、耐蚀性能和耐磨性能等特点,被广泛应用于机械、电子和海洋等领域。铜模具铸造具有工艺性能好、尺寸精度高、铸件表面质量好等优点。但铜模具的导热性好,合金溶液冷却速度快,容易发生磨损等失效形式;铸件容易产生气孔、冷隔和浇不足等缺陷。本文针对铜合金水表壳体铸造过程中出现的模具寿命短和铸件表面质量差的问题,研制了一种新型模具表面处理涂料,重点研究了水表壳体模具涂料配方以及喷涂工艺参数对涂层性能的影响。通过实验研究了不同的耐火填料配比对金属型涂料性能的影响。结果表明,当耐火骨料加入量为滑石粉55%,云母粉20%,氮化硼粉25%时,金属型涂料的综合性能良好。通过单因素试验法和正交试验法,研究了不同含量的悬浮剂和粘结剂对涂料性能的影响,优化了水表壳体铜模具涂料配方。最佳的涂料配方(占耐火填料的质量分数):滑石粉55%,云母粉30%,氮化硼粉15%,钠基膨润土6%,CMC0.5%,水玻璃10%,六偏磷酸钠1.2%,固液比1:2。采用SEM、体视显微镜等手段分析了不同喷涂工艺参数下模具涂层的形貌。随着模具预处理温度增加,涂层表面和界面处孔隙和裂纹呈现先减少后增加的趋势;当模具预热温度为240℃,涂层表面致密光滑,涂层界面耐火填料堆积致密,无裂纹,此时涂层表面质量最好且涂层的粘结强度高。随着喷涂距离和压力的增加,涂层表面孔洞和裂纹呈现先减少后增加的趋势;当喷涂距离为20cm,喷涂压力为0.4MPa时,涂层表面光滑,无明显裂痕和孔洞,此时涂层表面质量最优。采用SEM、耐磨性和附着性实验方法对优化后的涂层形貌和性能进行分析。结果表明,喷涂工艺优化后的涂层表面光滑致密,涂层与基体界面结合紧密,无明显裂纹,涂层具有较好的附着性能和耐磨性能。通过热失重分析方法对涂层的耐热性能进行分析。结果表明,涂层在969℃时的热失重仅为15.27%,具有较好的热稳定性和化学稳定性。通过实验对比分析了两种不同模具表面处理涂料对模具和铸件表面质量的影响。结果表明:研制的新型涂料的环保性能好,涂料与模具表面粘结强度高,涂层无脱落现象,较好的保护模具表面不受合金熔体的冲刷磨损,延长了模具的使用寿命;铸件的脱模性好,表面光洁,内部组织致密,无缩孔缩松、气孔和冷隔等缺陷,有效的提高了水表壳体的表面质量。