CN102836954A - 一种消失模涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消失模涂料及其制备方法，涂料包括以下组分：高铝矾土熟料30~40重量份、氧化镁粉15~25重量份、钠基膨润土1~3重量份、CMC 0.5~1.5重量份、聚乙烯醇0.5~1.5重量份、酚醛树脂0.3~0.8重量份、正辛醇0.2~0.4重量份、氧化铁红粉0.5~1.5重量份。采用本发明提供的消失模涂料，具有极佳的剥离效果，同时透气性能优异，即，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质，后续处理简单，节省大量的人工。

Description

一种消失模涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于铸造领域，特别涉及消失模铸钢制造技术领域。

背景技术

消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。

与传统铸造技术相比，消失模铸造有下列特点：1、铸件质量好，成本低；2、材质不限，大小皆宜；3、尺寸精度高，表面光洁，减少清理工作量；4、内部缺陷大大减少，组织致密；5、可实现大规模、大批量生产，可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。

虽然消失模铸造工艺目前得到较快发展，但涂料技术还达不到理想的要求。由于涂料性能直接影响铸件的质量，涂料除了隔离金属液和型砂的直接接触，防止铸件产生机械粘砂和化学粘砂外，还有一个重要作用：形成和保持铸件型腔。所以要求消失模涂料必须具有较高的常温强度以及高温强度，并且要有合适的高温透气性。

然而，目前涂料的质量还有各方面的缺点，例如在铸钢生产中，浇铸冷却后，消失模涂料不容易从铸件上剥离，大幅增加后续砂轮打磨处理成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种可以克服现有消失模涂料的不足，具有良好性能的消失模涂料及其制备方法。

为了达到本发明的目的，发明人经过涂层残片分析发现，涂层内层与钢水直接接触，外层与型砂直接接触。浇铸时，高温钢水会将涂料内层润湿并浸入涂料骨料颗粒间隙。待浇铸完毕后，在铸件缓慢冷却过程中，钢水将涂层与铸件凝结成一体，从而使涂层难以从铸件表面剥离。

从以上分析得知，只有让钢水不能浸入骨料颗粒间隙，形成明显的分界线，才能避免这种现象，然而由于骨料颗粒不能太小，否则会造透气性下降，模样气化产物不能顺利透出，会造成气孔、夹渣现象，使得铸件品质下降。

发明人设想，涂料内层如果在浇注时能生成一层熔融状态的玻璃相，首先阻挡在钢水和耐火骨料之间，阻挡钢水的渗透，应该能起到较好的作用。

因此，本申请采用如下涂料配方来解决上述问题。

一种消失模涂料，包括以下组分：高铝矾土熟料30~40重量份、氧化镁粉15~25重量份、钠基膨润土1~3重量份、CMC 0.5~1.5重量份、聚乙烯醇0.5~1.5重量份、酚醛树脂0.3~0.8重量份、正辛醇0.2~0.4重量份，氧化铁红粉0.5~1.5重量份。

在本发明的一个实施例中，消失模涂料各组分的配比如下：高铝矾土熟料30重量份、氧化镁粉25重量份、钠基膨润土1重量份、CMC 1.5重量份、聚乙烯醇0.5重量份、酚醛树脂0.3重量份、正辛醇0.2重量份、氧化铁红粉0.5重量份。

在本发明的另一实施例中，消失模涂料各组分的配比如下：高铝矾土熟料35重量份、氧化镁粉20重量份、钠基膨润土2重量份、CMC 1重量份、聚乙烯醇1重量份、酚醛树脂0.5重量份、正辛醇0.3重量份、氧化铁红粉1重量份。

在本发明的另一实施例中，消失模涂料各组分的配比如下：高铝矾土熟料40重量份、氧化镁粉15重量份、钠基膨润土3重量份、CMC 0.5重量份、聚乙烯醇1.5重量份、酚醛树脂0.8重量份、正辛醇0.4重量份、氧化铁红粉1.5重量份。

其中，本发明中的CMC是指羧甲基纤维素。

本发明还提供一种消失模涂料的制备方法，包含以下步骤：A.将钠基膨润土加水，搅拌成膨润土浆；B.将矾土熟料、氧化镁粉在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将CMC、聚乙烯醇、酚醛树脂、正辛醇、氧化铁红粉混合后，加入水，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，搅拌充分混合，制得所述消失模涂料。

进一步地，所述步骤A的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌6小时。

进一步地，所述步骤D的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌1小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。

通过采用本发明提供的消失模涂料，具有极佳的剥离效果的同时，透气性能优异。即，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质。涂料的涂层易于从铸件表面剥离，后续处理简单，节省大量的人工。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1

消失模涂料的各组分的配比为：30重量份高铝矾土熟料、25重量份氧化镁粉、1重量份钠基膨润土、1.5重量份CMC、0.5重量份聚乙烯醇、0.3重量份酚醛树脂、0.2重量份正辛醇、0.5重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将1重量份钠基膨润土与18重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌5小时成膨润土浆；同时，取30重量份高铝矾土熟料、25重量份氧化镁粉在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入28重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取1.5重量份CMC、0.5重量份聚乙烯醇、0.3重量份酚醛树脂、0.2重量份正辛醇、0.5重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入18重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持600rpm的低速搅拌9小时。

经测试，上述方法制备得到的消失模涂料的各性能指标如表1所示。

实施例2

消失模涂料的各组分的配比为：35重量份高铝矾土熟料、20重量份氧化镁粉、2重量份钠基膨润土、1重量份CMC、1重量份聚乙烯醇、0.5重量份酚醛树脂、0.3重量份正辛醇、1重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将2重量份钠基膨润土与20重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌6小时成膨润土浆；同时，取35重量份高铝矾土熟料、20重量份氧化镁粉在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入30重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取1重量份CMC、1重量份聚乙烯醇、0.5重量份酚醛树脂、0.3重量份正辛醇、1重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入20重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持600rpm的低速搅拌10小时。

经测试，上述方法制备得到的消失模涂料的各性能指标如表1所示。

实施例3

消失模涂料的各组分的配比为：40重量份高铝矾土熟料、15重量份氧化镁粉、3重量份钠基膨润土、0.5重量份CMC、1.5重量份聚乙烯醇、0.8重量份酚醛树脂、0.4重量份正辛醇、1.5重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将3重量份钠基膨润土与22重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌7小时成膨润土浆；同时，取40重量份高铝矾土熟料、15重量份氧化镁粉在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入32重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取0.5重量份CMC、1.5重量份聚乙烯醇、0.8重量份酚醛树脂、0.4重量份正辛醇、1.5重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入19重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持500rpm的低速搅拌11小时。

经测试，上述方法制备得到的消失模涂料的各性能指标如表1所示。

表1

实施例4铸件

使用实施例1~3所制备的消失模涂料按照下述工艺进行铸件。

挂涂：消失模模样首先浸入涂料，取出后干燥处理。根据铸件情况可以挂涂重复上述过程2~5遍。为降低浇注时的发气量，保证铸件质量，泡沫塑料模样涂上涂料后必须烘干，保证足够的干燥时间使涂料烘干、烘透，温度控制在40~-60度，时间2~8小时，必要时使用微波烘干燥，以加速干燥过程。

浇铸：然后将模型置于沙箱内填上干沙，进行震动紧实，并在沙箱上覆盖塑料薄膜对沙箱内抽真空，浇铸后，消失模气化，金属液填充进去，经冷却后取出铸件。

铸件冷却后，取出后观察，铸件表面基本没气孔，表面光滑铸件没粘砂现象，并且大部分涂片自动从铸件表面剥离，剥离效果突出。即使少部分没剥落的涂层，后续处理也大为简化，节省了大量人工。

经涂料残片分析，涂层没有杯钢水侵入，涂层内层的耐火骨料颗粒间受到融化的玻璃相填充，阻止了钢水的入侵，也就排除了铸件的粘砂。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种消失模涂料，其特征在于，包括以下组分：高铝矾土熟料30~40重量份、氧化镁粉15~25重量份、钠基膨润土1~3重量份、CMC 0.5~1.5重量份、聚乙烯醇0.5~1.5重量份、酚醛树脂0.3~0.8重量份、正辛醇0.2~0.4重量份，氧化铁红粉0.5~1.5重量份。

2.根据权利要求1所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下：高铝矾土熟料30重量份、氧化镁粉25重量份、钠基膨润土1重量份、CMC 1.5重量份、聚乙烯醇0.5重量份、酚醛树脂0.3重量份、正辛醇0.2重量份、氧化铁红粉0.5重量份。

3.根据权利要求1所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下：高铝矾土熟料35重量份、氧化镁粉20重量份、钠基膨润土2重量份、CMC 1重量份、聚乙烯醇1重量份、酚醛树脂0.5重量份、正辛醇0.3重量份、氧化铁红粉1重量份。

4.根据权利要求1所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下：高铝矾土熟料40重量份、氧化镁粉15重量份、钠基膨润土3重量份、CMC 0.5重量份、聚乙烯醇1.5重量份、酚醛树脂0.8重量份、正辛醇0.4重量份、氧化铁红粉1.5重量份。

5.权利要求1所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

A.将钠基膨润土加水，搅拌成膨润土浆；

B.将矾土熟料、氧化镁粉在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；

C.将CMC、聚乙烯醇、酚醛树脂、正辛醇、氧化铁红粉混合后，加入水，配制成水溶液；

D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，搅拌充分混合，制得所述消失模涂料。

6.根据权利要求5所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤A的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌6小时。

7.根据权利要求5或6所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤D的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌1小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。