CN102145372B - 铝合金薄壁件金属型铸造用涂料及其制备方法和涂覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金薄壁件金属型铸造涂料。由耐火骨料、粘结剂和载液制备而成，所述耐火骨料包含硅藻土、刚玉粉、二氧化钛和石棉粉，粘结剂为硅溶胶或无水磷酸盐，载液为工业酒精，各成分的重量份数为：硅藻土0.5～1份，刚玉粉0.5～1份，二氧化钛1.5～3.5份，石棉粉3～7份，硅溶胶或无水磷酸盐：0.6～1份，工业酒精20～60份。本发明还提供了上述涂料的制备方法，步骤为先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀，再向上述容器内倒入工业酒精，搅拌均匀后备用。本发明最后还涉及上述涂料的涂覆方法，要点是：涂料使用时，模具温度为180-400℃，在模具表面喷涂0.1-0.5mm厚的涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属型铸造用涂料，具体地说，是一种铝合金薄壁件金属型铸造涂料。本发明还涉及该铝合金薄壁件金属型铸造涂料的制备方法和涂覆方法。
背景技术
金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次(几百次到几千次)。金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面有一定的限制，如铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚也很难铸出。
铝合金薄壁件在金属型铸造过程中由于冷却速度快，容易在铸件中形成冷隔、针孔和缩松等缺陷而使铸件报废，因此，如何提高铝合金薄壁金属型铸造铸件的质量一直是铸造研究工作者致力于研究的问题。专利号为ZL03108033.2的中国发明专利“铝合金薄壁件金属型铸造用焓变涂料”提出了一种适用于铝合金薄壁件金属型铸造的焓变涂料，通过涂料的放热反应，而提高铝合金薄壁件的充型能力，可以解决铸件中形成的冷隔和浇不足的现象，从而提高了铝合金薄壁件的质量。同时，由于涂料的放热反应，也可以在一定程度上减轻铝合金薄壁件的缩松缺陷。但是由于这种焓变涂料的载液为水，在涂料的放热反应过程中，水由于放出的热而产生气化，不易立刻从薄壁型腔内排出，容易在薄壁部件聚集，从而使铝合金在浇注过程中，这些水气被吸收入铝合金铸件内而形成针孔缺陷。《铸造手册》第三卷(铸造非铁合金，中国机械工程学会铸造分会编，机械工业出版社，2006)中提出一种铝合金薄壁铸件型腔工作面的涂料，其主要耐火骨料成分为氧化锌，二氧化钛，石棉粉，粘结剂为水玻璃，载液为水。由于这种涂料中包含有保温成分石棉粉，而使得铝合金薄壁铸件的充型能力提高而且也可以对铝合金液的补缩能力有一定的提高作用，会减轻铝合金薄壁件的缩松缺陷。但是同样的，由于其载液为水，会在铝合金薄壁铸件模具型腔内形成水气，从而使铸件的针孔缺陷大大增加，降低了铝合金薄壁铸件的气密性。因此对本领域的技术人员而言，如能解决铝合金薄壁铸件在铸造过程中产生的针孔缺陷，将大大提高铝合金薄壁铸件的质量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出了一种铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，可以大大减少铝合金薄壁铸件中的针孔缺陷，同时可以提高铝合金液的充型能力和补缩能力。
为实现上述目的，该涂料由耐火骨料、粘结剂和载液制备而成，所述耐火骨料包含硅藻土、刚玉粉、二氧化钛和石棉粉，粘结剂为硅溶胶或无水磷酸盐，载液为工业酒精，上述各成分的重量份数为：
硅藻土0.5～1份，刚玉粉0.5～1份，二氧化钛1.5～3.5份，石棉粉3～7份，硅溶胶或无水磷酸盐：0.6～1份，工业酒精20～60份。
作为优选，所述的耐火骨料的粒度为100～400目。
本发明的另一目的在于提供所述铝合金薄壁件金属型铸造用涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀，
2)、向上述容器内倒入工业酒精，再搅拌均匀后备用。
本发明的第三个目的在于提供铝合金薄壁件金属型铸造用涂料的涂覆方法，其特征在于：涂料使用时，模具温度为180-400℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.1-0.5mm厚的涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料成本低，配制方便，可以采用人工搅拌或者机械搅拌，适合于小规模或者大规模生产，易于推广。由于涂料中耐火骨料主要为保温性能较好的硅藻土和石棉粉，可以提高铝合金的充型能力和补缩能力，减少铝合金薄壁铸件冷隔和缩松的缺陷。同时，由于涂料的载液为工业酒精，含有极少量的水分，挥发极快，不易在薄壁型腔内形成气体的聚集，大大减少了铝合金薄壁铸件浇注过程中的吸气量，从而减少了针孔的缺陷量，提高了铝合金薄壁铸件的质量。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明，以下实施例并不是对本发明的限定。
实施例1
耐火骨料：硅藻土0.5份，刚玉粉0.6份，二氧化钛1.5份，石棉粉6.4份，粘结剂：硅溶胶或无水磷酸盐1份，工业酒精50份。
先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀后，再向容器内倒入工业酒精，再搅拌均匀后备用。模具温度为250℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.4mm厚的涂层。浇注的铝合金铸件的壁厚为3.5mm，无冷隔，针孔和缩松等缺陷。
实施例2
耐火骨料：硅藻土1份，刚玉粉1份，二氧化钛3.5份，石棉粉3.7份，粘结剂：硅溶胶或无水磷酸盐0.8份，工业酒精40份。
先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀后，再向容器内倒入工业酒精，再搅拌均匀后备用。模具温度为300℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.2mm厚的涂层。浇注的铝合金铸件的壁厚为4mm，无冷隔，针孔和缩松等缺陷。
实施例3
耐火骨料：硅藻土0.8份，刚玉粉0.8份，二氧化钛2.5份，石棉粉5份，粘结剂：硅溶胶或无水磷酸盐0.9份，工业酒精30份。
先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀后，再向容器内倒入工业酒精，再搅拌均匀后备用。模具温度为350℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.3mm厚的涂层。浇注的铝合金铸件的壁厚为4mm，无冷隔，针孔和缩松等缺陷。
Claims (10)
1.一种铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，其特征在于：
该涂料由耐火骨料、粘结剂和载液制备而成，所述耐火骨料包含硅藻土、刚玉粉、二氧化钛和石棉粉，粘结剂为硅溶胶或无水磷酸盐，载液为工业酒精，
上述各成分的重量份数为：
硅藻土0.5～1份，刚玉粉0.5～1份，二氧化钛1.5～3.5份，石棉粉3～7份，硅溶胶或无水磷酸盐：0.6～1份，工业酒精20～60份。
2.根据权利要求1所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，其特征在于所述各成分的重量份数为：
硅藻土0.5份，刚玉粉0.6份，二氧化钛1.5份，石棉粉6.4份，硅溶胶或无水磷酸盐1份，工业酒精50份。
3.根据权利要求1所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，其特征在于所述各成分的重量份数为：
硅藻土1份，刚玉粉1份，二氧化钛3.5份，石棉粉3.7份，硅溶胶或无水磷酸盐0.8份，工业酒精40份。
4.根据权利要求1所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，其特征在于所述各成分的重量份数为：
硅藻土0.8份，刚玉粉0.8份，二氧化钛2.5份，石棉粉5份，硅溶胶或无水磷酸盐0.9份，工业酒精30份。
5.根据权利要求1所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料，其特征在于：
所述的耐火骨料的粒度为100～400目。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、先将耐火骨料和粘结剂放入适当大小的容器内，通过人工或者机械搅拌均匀，
2)、向上述容器内倒入工业酒精，再搅拌均匀后备用。
7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的铝合金薄壁件金属型铸造用涂料的涂覆方法，其特征在于：
涂料使用时，模具温度为180-400℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.1-0.5mm厚的涂层。
8.根据权利要求7所述的涂覆方法，其特征在于：
所述模具温度为250℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.4mm厚的涂层。
9.根据权利要求7所述的涂覆方法，其特征在于：
所述模具温度为300℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.2mm厚的涂层。
10.根据权利要求7所述的涂覆方法，其特征在于：
所述模具温度为350℃，采用喷涂的方法涂覆，在模具表面喷涂0.3mm厚的涂层。
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