CN102892529A - 铸造用涂料组合物 - Google Patents

Abstract

一种用于模具和型芯的铸造用涂料组合物，一种制备涂覆的铸模和型芯的方法，和可通过所述方法获得的涂覆的模具和型芯。所述铸造用涂料组合物包含液体载体；粘结剂；和粒状耐火填料。所述粒状耐火填料包含粒径d＞38μm的第一(较粗的)部分，和粒径d＜38μm的第二(较细的)部分。全部粒状耐火填料的不大于10％具有38μm＜d＜53μm的粒径，且第二(较细的)部分的不大于50％由煅烧高岭土构成。将所述铸造用涂料组合物涂布至模具和型芯上，以帮助将铸件从模具移除并防止铸件缺陷。在单一步骤中涂布所述组合物，以得到具有表面层(含有d＞38μm的颗粒)和吸收层(含有d＜38μm的颗粒)的模具和型芯。

Description

铸造用涂料组合物

本发明涉及一种铸造用涂料组合物，特别是一种用于模具和型芯的涂料组合物，一种用于涂覆模具和型芯的方法，以及可通过该方法获得的模具和型芯。

金属型材通过将熔融的金属注入被模具及任选地被型芯所限定的模腔而铸造。限定铸件外部的铸型称为铸模，而限定铸件内部的铸型称为型芯。当将液态金属浇铸入砂型、撞向型芯时，在砂/金属界面处发生物理效应和化学反应。两者均可以导致最终铸件的表面缺陷。

金属渗透和开裂是在砂型和型芯中出现的物理铸造缺陷。渗透缺陷发生于当液态金属进入砂型或型芯的孔洞中时，导致铸件表面粗糙。开裂可以作为砂的不同的热膨胀的结果而发生。石英砂特别倾向于开裂，因为在573℃，作为相变的结果，发生强烈的膨胀。当热金属撞击冷模具或型芯表面时，产生强烈的热梯度，热通过扩散向型芯中耗散。模具或型芯的外层先达到573℃，导致由于突然膨胀而产生的压缩力。更深层(远离热金属)之后达到573℃，并且当这些层膨胀时，表面处的压缩力变为张力，并可能发生开裂。在模具或型芯表面的液态金属随后可能进入裂缝，导致在铸件表面形成凸纹或结疤。

化学缺陷包括粘砂和含碳缺陷。粘砂可以由砂中杂质(特别是碱金属盐)的存在而导致，杂质降低了模具或型芯的耐火性。当有机的模具和型芯粘结剂在高金属注入温度降解时，产生含碳缺陷，形成了含碳的气体，所述含碳的气体可能导致增碳或由于光泽的碳导致的表面麻点。

为了试图改善模具和型芯的性质以避免结疤或其它缺陷，已经向型砂中添加了许多品种的不同试剂。这些添加剂(防结疤剂)包括淀粉类产品、糊精、氧化铁(包括氧化铁红和氧化铁黑)和氟化碱土金属或氟化碱金属。典型地，在加工模具或型芯前将所述添加剂与树脂和砂共混。添加剂均匀地分布于整个模具或型芯上。它的缺点是必须使用相对大量的(相对昂贵的)添加剂，而且通常必须增加粘结剂的水平以保持足够的型芯强度。

耐火涂料(也称为模具涂料(paints)、敷料(dressings)或涂料(washes))也已经被使用多年，以改善所得铸件的性质。该涂料的目的包括提供光滑的铸件光洁度，防止砂受到熔融金属影响以限制粘砂和金属渗透，防止模具和型芯开裂和结疤，并使从铸件表面除砂更容易。所述涂料通常基于石墨，硅铝酸盐(滑石、云母、叶腊石)或硅酸锆(zirconsilicate)耐火材料。

可以在型芯和模具上涂布多层耐火涂料，以减少缺陷和提高铸件品质。WO89/09106描述了一种砂质型芯，其首先用含有含细磨熔融石英的第一耐火涂料的水性悬浮液浸渍或喷涂。将涂层干燥，随后涂覆第二软性脱离涂料(例如粉末状石墨的悬浮液)。JP2003191048A公开了一种具有第一和第二涂层的型芯。第一涂层(14)渗入型芯，并且由锆粉和有机粘结剂组成。第二层(16)含有云母作为润滑剂，以帮助移除铸件。在第一涂层之后涂布第二涂层。

根据本发明的第一方面，提供了一种铸造用涂料组合物，其包含：

液体载体；

粘结剂；

和粒状耐火填料；

所述粒状耐火填料包含粒径d＞38μm的第一(较粗的)部分，和粒径d＜38μm的第二(较细的)部分，

其中全部粒状耐火填料中不大于10％具有38μm＜d＜53μm的粒径，且所述第二(较细的)部分的0至50％由煅烧高岭土构成。

图1是已经被本发明的组合物涂覆的铸模或型芯的一部分的示意图。铸模或型芯由砂粒10制成。通过粘结剂(未示出)将砂粒10彼此粘结在一起，以制成想要的形状。铸模或型芯是多孔的；在砂粒10之间存在空间(孔隙)12。当将涂料组合物涂布至铸模或型芯时，第二(较细的)部分14渗透进入多孔的铸模或型芯至一定深度(在图1中由Y示出)。第一(较粗的)部分16的粒径过大，不能渗透进入铸模或型芯，代之以形成表面层16。

不愿受限于理论，本发明人认为，第一(较粗的)部分使铸件易于从砂质型芯或模具中脱离，同时第二(较细的)部分有助于阻止结疤缺陷。

此外，本发明人示出了，当所述涂料组合物含有高比例的煅烧高岭土(煅烧粘土)时，涂料组合物的益处减少。

可以在单一步骤中将涂料组合物涂布至铸模或型芯，以提供渗透入模具或型芯的吸收层(包含第二(较细的)部分)以及层压在模具或型芯上的表面层(包含第一(较粗的)部分)。与涂布两层单独涂层的，特别是在涂布第二涂层前对第一涂层进行干燥的现有技术方法相比，所述单一步骤是有利的。

本发明人已经发现，可以通过除去一定比例粒径在38μm＜d＜53μm范围内的粒子，在单一步骤中实现将细粒充分吸收入模具或型芯。本文中，将把粒径为38μm＜d＜53μm的粒子称为临界部分。据认为，临界部分阻隔了砂型或型芯中的孔隙，并因此阻碍了细粒部分的渗透。已经示出，所述阻隔效果基本上与使用的砂的类型(粒径和形状)无关。

令人惊讶的是，本发明的涂料组合物可以与各自含有细粒部分和粗粒部分的两种分开的涂料同样有效。工作已经显示，可以通过双重涂覆方法，获得令人满意的铸造结果，其中首先涂布仅含有细粒的吸收涂料，随后涂布含有粗粒部分的涂料，在涂布之间带有或没有中间干燥步骤。不过，已经发现，对于特定的含有空腔(袋囊)的复杂型芯，如果没有对第一吸收涂料的中间干燥可能出现问题，第二涂料有时无法均匀附着在某些区域。备选的两步法包括首先涂布仅含有细粒的吸收液涂料，随后，通过将仍然湿润的第一涂覆的模具或型芯保持在粗粒子的流化床中，涂布干燥的粉末状粗粒部分，使得它们附着至表面。

第一(较粗的)部分和第二(较细的)部分的粒径可以通过筛分确定。通过孔径尺寸为38μm的筛的粒状耐火填料对于本发明而言被定义为第二(较细的)部分，而被孔径尺寸为38μm的筛截留的粒状耐火填料为第一(较粗的)部分。所述筛可以是ISO 3310-1标准筛。粒径为38μm＜d＜53μm的粒子将通过孔径尺寸为53μm的筛，但不通过孔径尺寸为38μm的筛。

在一系列实施方案中，全部粒状耐火填料中不大于10％、7％、4％、3％、或1％由粒径为38μm＜d＜53μm的粒子构成。因为已经表明临界部分阻止吸收，所以本发明人认为，临界部分更低的百分数是有利的。然而，因为实际原因，可能难以完全排除临界部分。所述百分数可以按重量(重量％)或按体积(体积％)确定。

此外，临界部分(38μm＜d＜53μm)可以相对于第一(较粗的)部分而确定。在一系列实施方案中，第一(较粗的)部分中不大于15％、10％、8％、6％、或3％是由粒径为38μm＜d＜53μm的粒子组成的。所述百分数可以按重量(重量％)或按体积(体积％)确定。

在一个实施方案中，第一(较粗的)部分的粒径不大于630μm，不大于500μm，不大于400μm，不大于250μm或不大于180μm。

通常，较粗/较大的(球状)粒子具有更粗糙的表面，即，粒径越小，涂层越光滑。对最大尺寸的限制通常取决于型芯边缘的形状，因为在这些边缘上可能发生涂层的开裂。粒子的形貌也是决定涂层表面性质的因素，因为粗大的薄片状的耐火材料典型地比同尺寸的圆粒薄片材料提供更加光滑的铸件表面，这是因为它们非常薄并且可以平放在表面上。

在一个实施方案中，第二(较细的)部分的粒径不大于35μm，不大于30μm，不大于25μm，不大于20μm或不大于10μm。

粒状耐火填料含有粒径d＞38μm的第一(较粗的)部分和粒径d＜38μm的第二(较粗的)部分。在一系列实施方案中，第一(较粗的)部分与第二(较细的)部分的比率为：0.1-2.0∶1，0.5-1.5∶1，0.8-1.2∶1，1.2-0.8∶1，1.5-0.5∶1或2.0-0.1∶1。所述比率可以是按重量计的或按体积计的。

在另一系列实施方案中，第一(较粗的)部分的重量百分数(重量％)与第二(较细的)部分的重量百分数(重量％)的比率为：0.1至2.0，0.2至1.7，0.3至1.4或0.5至1.0。

在另一系列实施方案中，第一(较粗的)部分的体积百分数(体积％)与第二(较细的)部分的体积百分数(体积％)的比率为：0.5至2.0，0.7至1.8或0.9至1.5。

对于粒状耐火填料没有特别的限定。适合的耐火填料包括石墨、硅酸盐、硅铝酸盐(例如孔雀石)、氧化铝、硅酸锆、白云母(云母)、伊利石、绿坡缕石(坡缕石)、叶腊石、滑石、以及氧化铁(包括氧化铁红和(水合的)氧化铁黄)。

在一个实施方案中，第一(较粗的)部分包含石墨、硅酸盐、硅铝酸盐(例如孔雀石)、氧化铝和硅酸锆中的一种或多种。在特别的实施方案中，第一(较粗的)部分含有具有薄片状或片状形貌的粒子。具有薄片状或片状形貌的粒子包括晶态石墨、白云母(云母)、叶腊石、滑石和云母状氧化铁。在进一步的实施方案中，第一(较粗的)部分含有晶态(薄片状)石墨。在进一步的实施方案中，第一(较粗的)部分由晶态(薄片状)石墨组成。

在一个实施方案中，第二(较细的)部分包含具有球状形貌的粒子。氧化铁红(赤铁矿)是具有球状形貌的粒子的实例。在另一个实施方案中，第二(较细的)部分包含具有棒状形貌的粒子。坡缕石(绿坡缕石)、海泡石、氧化铁黄(水合氧化铁例如针铁矿或纤铁矿)、以及硅灰石是具有棒状形貌的粒子的实例。在另一个的实施方案中，第二(较细的)部分同时包含具有球状形貌的粒子和具有棒状形貌的粒子。在特别的实施方案中，第二(较细的)部分包含氧化铁。

在一个实施方案中，第二(较细的)部分包含具有层状或板状形貌的粒子。煅烧高岭土和云母是具有层状形貌的粒子的实例。

在一个实施方案中，第二(较细的)部分含有煅烧高岭土。在一系列实施方案中，第二(较细的)部分的不大于50％，45％，40％或35％由煅烧高岭土组成。在一定限度内，煅烧高岭土的存在表明是有利的。高比例的煅烧高岭土表明对涂料组合物有不利影响。

在进一步的实施方案中，第二(较细的)部分含有0至50％的不形成凝胶结构的硅酸盐类矿物。

在再进一步的实施方案中，第二(较细的)部分含有0至50％的不形成凝胶结构的粒子。

在一系列实施方案中，第二(较细的)部分含有不形成凝胶的具有层状或板状形貌的粒子(包括硅酸盐类矿物)，所述粒子占第二(较细的)部分的不大于50％，45％，40％或35％。

所述百分数可以按重量计(重量％)或按体积计(体积％)。云母和煅烧高岭土是具有层状形貌且不形成凝胶的硅酸盐类矿物的实例。

第一(较粗的)部分和第二(较细的)部分可以由相同或不同的粒状耐火填料组成。

液体载体用于将粒状耐火填料运输至砂质基材上以及砂质基材内。应当在进行铸造之前将其移除。在一个实施方案中，液体载体是水。在其它实施方案中，液体载体是挥发性有机液体载体如异丙醇、甲醇或乙醇。

粘结剂的功能是将填料粒子粘结在一起并向模具或型芯提供附着性。在一个实施方案中，粘结剂含有聚合物聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、糊精或聚丙烯酸酯中的一种或多种。

该体系的流变性由粒子数和它们(相对于液体载体)所占的体积确定。粒子的大小和形状强烈影响流变性；细粒由于其相对高的与液体载体交互作用的表面积而具有更大的影响，而粒子团聚则降低它们的影响。某些棒状粒子如绿坡缕石会形成凝胶状结构是公知的，而这可由加入一种或多种的分散剂来控制。在一个实施方案中，铸造用涂料组合物附加地含有分散剂。适合的分散剂包括聚丙烯酸盐(钠或铵)，木质素磺酸盐和聚磷酸盐。

如果液体载体是水，可以向涂料中加入杀生物剂。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于制备涂覆的铸模或型芯的方法，所述方法包括

提供铸模或型芯；

对所述铸模或型芯涂布第一方面所述的铸造用涂料组合物；并且

除去液体载体。

所述方法的优点在于，在单一步骤中获得同时具有吸收层和表面层的涂覆的铸模或型芯。

在一个实施方案中，通过浸、刷、抹、喷或淋(overpouring)，涂布所述组合物。

在一系列实施方案中，对铸模或型芯涂布铸造用涂料组合物，以获得1至10mm，1.5mm至8mm，2至6mm，2.5mm至5mm或3至4mm的吸收深度。应当理解，在一定的限度内，可以通过调节铸造用涂料组合物的涂布参数，例如浸渍时间、黏度等，获得增加的吸收深度。当通过浸渍涂布涂料时，可以通过增加浸渍时间获得增加的吸收深度。已经发现，本发明的铸造用涂料组合物与现有技术的涂料相比，提供了更大的吸收深度，并且本发明人认为，所述增加的吸收深度是移除了临界部分的结果。

在另一系列实施方案中，将铸造用涂料组合物涂布至铸模或型芯，以得到100至1000μm，100至800μm，150至600μm，200至450μm或250至350μm的表面层厚度。

在一个实施方案中，通过干燥除去液体载体。可以通过将涂覆的型芯和模具置于常规的气体或电热干燥烘箱中，或者使用微波炉进行干燥。当液体载体是水或挥发性有机液体时，可以使用干燥。在备选的实施方案中，载体液可以通过燃烧除去。当液体载体是异丙醇时，可以使用这种方法。

铸模或型芯可以含有石英砂、锆石砂、铬铁矿砂、橄榄石砂或它们的组合。在一个实施方案中，铸模或型芯含有石英砂。大小、分布和颗粒形状都影响铸件的品质。粗粒砂倾向于导致更大的金属渗透，使铸件的表面光洁度差，而细粒砂给出较好的表面光洁度，但需要更高的粘结剂水平，这可能导致气体缺陷。用于型芯的石英砂典型地具有最少95-65％的SiO₂含量、40-60的AFS细度值、220-340微米的平均颗粒尺寸、和优选为圆形或接近圆形的颗粒。用于模具的砂通常稍微粗大一些，其AFS细度值为35-50，且平均颗粒尺寸为280-390微米。

应当理解，砂的大小和其颗粒形状将对渗透性并因此对本发明的特别的涂料的吸收深度产生某些影响。通常而言，与细砂和/或圆形砂型芯和模具相比，使用具有粗的和/或有棱角的或略带棱角的颗粒的砂制备的模具和型芯将更具渗透性并且因此吸收涂料至更深的深度。

本发明还在于可通过所述第二方面的方法获得的涂覆的铸模或型芯。

所述可通过所述第二方面的方法获得的涂覆的铸模和型芯包括第一(表面)涂层和第二(吸收)涂层，第一和第二涂层各含有粒状耐火材料。第一(较粗的)部分形成第一(表面)涂层，而第二(较细的)部分形成第二(吸收)涂层。

在一系列实施方案中，第一(表面)层的厚度为100至800μm，150至600μm，200至450μm或250至350μm。

在另一系列实施方案中，第二(吸收)耐火层的深度为1至10mm，1.5mm至8mm，2至6mm，2.5mm至5mm或3至4mm。

现在将仅参照以下的图通过实施例描述本发明的实施方案。

图1是根据本发明的实施方案的模具或型芯的部分的示意图。

图2是根据本发明的实施方案的两个型芯及一个比较例的示意图。

图3至6是示出了根据本发明的实施方案以及比较例的型芯的选择性质的图。

图7a、7b和8是用于进行结疤坯试验的铸造布局和模具的图。

图9是说明型芯中的铸造缺陷的图。

图10是结疤坯试验结果的示意图。

方法

制备水性涂料，所述水性涂料含有作为粘结剂的聚乙烯醇，及聚丙烯酸钠以控制组合物的流变性。各涂料组合物的一般组成为：

40至60重量％的液体载体(水)；

0.2至2.0重量％的粘结剂

0至4重量％的分散剂，

0至0.5重量％杀生物剂

10至30重量％的粗粒状耐火填料(第一部分，d＞38μm)

20至30重量％的细粒状耐火填料(第二部分，d＜38μm)

细粒状耐火填料(包括粘土胶凝剂(绿坡缕石)、氧化铁红、氧化铁黄和煅烧粘土)均具有如下粒径分布：全部材料＜25μm，而大部分材料＜10μm。

粗粒状耐火填料包括石墨和孔雀石(一种硅铝酸盐)。以来样形式对商购等级的薄片状石墨和孔雀石进行试验，并且在加工以除去特定的材料部分之后，也进行试验。使用分级后的石墨或孔雀石，和或除去的特定筛分部分，制备试验涂料。理论上，分级应当除去了所有的细料(＜38μm)，然而，分析显示，存在着非常低水平的残余细部分和临界部分(这归结于松散地附着在较粗大粒子上的材料)，正如在下文的表1中所详述的一样。通过分级以除去更高粒径的材料如石墨C(d＞75μm)和石墨D(d＞106μm)，得到含有痕量临界部分(在表2b中示为0％)的耐火填料。

表1

制备各涂料，并稀释至12.5秒(+/-0.5秒)的DIN#4Cup粘度。

将所述涂料与商购的涂料比较，所述商购的涂料包括

一种Foseco提供的水基防结疤耐火浸涂涂料(比较例1)；和一种Foseco提供的通用异丙醇基焦炭型芯涂料BBE^TM(比较例2)。

所述涂料的配方和性质在表2中给出。

通过浸渍直径50mm且高90mm的圆柱形石英砂型芯研究涂料。除非另外表明，使用的砂为Haltern H32，其AFS细度值为45，且平均颗粒尺寸为322μm。使用胺固化的苯酚氨基甲酸酯冷芯盒粘结剂(0.6重量％第一部分+0.6重量％第二部分)粘合型芯。典型的型芯浸渍长度为60-65mm且浸渍时间为2-15秒。

吸收深度和表面层厚度

如在表2a和2b中详述的，制备一系列涂料：比较例3、实施例2和实施例1，其具有相对于第一(较粗的)部分为21.7重量％、8.2重量％和2.9重量％、和相对于总粒状耐火填料为10.9重量％、3.5重量％和1.1重量％的临界部分。

将三个型芯浸入涂料中达9秒的浸渍时间。结果示意性地示于图2中。随临界部分比例的降低，渗透深度增加。这一效果归结于临界部分阻隔了型芯中的空隙并阻碍吸收。

吸收深度

将三种涂料实施例1、实施例2和比较例3与常规的防结疤涂料比较，所述常规的防结疤涂料含有第一(较粗的)部分的17.0重量％的、等于总耐火填料的5.1重量％的临界部分(比较例1)。在0至15秒之间的浸渍时间范围内，涂料在型芯中的吸收深度、吸收入型芯的涂料重量以及型芯表面的涂层厚度全部被测量。

吸收深度的研究结果绘制在图3所示的图中。可以看到，在所用情况中，吸收深度都随着浸渍时间增加，并且在含有2.9重量％(基于粗部分重量)临界部分的实施例1中达到最大吸收(于12秒时～4.3mm)。对于比较例1(粗部分的17.0重量％)和比较例3(粗部分的21.7重量％)，图像在约2mm处变平，说明即使增加浸渍时间，也只能得到很少的额外的深度。这暗示着，空隙可能已经被临界部分阻隔了，从而阻碍了进一步的吸收。

被吸收粒子重量的研究结果绘制在如图4所示的图中。类似于吸收深度研究所得的结果，可以看到在所有情况下，被吸收粒子的量都随着浸渍时间增加，并且在含有基于粗部分重量2.9重量％的临界部分及基于总耐火填料重量的1.1重量％的临界部分的实施例1中，达到最大吸收(～2.2g)。

表面层厚度研究的结果绘制在如图5所示的图中。随着临界部分的比例降低，该层厚度增加。对于含有2.9重量％(基于粗部分重量)的临界部分及基于总耐火填料重量的1.1重量％的临界部分的涂料，达到的厚度约为380μm。

砂的类型对吸收深度的影响

使用来自Germany-Haltern(H)砂和Frechener(F)砂的不同组的铸造砂制备一系列型芯。对于各组砂，选择具有如下表3中详述的不同颗粒尺寸的各种等级。

表3

使用所述砂制备一系列砂型芯，注意，由于与Frechener二氧化硅的粒子大小与分布相关联的上升的粘结剂需求，所用的粘结剂添加水平为0.8重量％第一部分+0.8重量％第二部分，对于Haltern砂，添加水平保持在0.6重量％+0.6重量％。

在如表2a和2b所详述制备的临界部分为2.9重量％(基于粗部分重量)的涂料实施例3中，将所有型芯浸渍(3秒)。

结果在图6中可见。看来，砂的粒径对于在被测试的砂中的吸收深度的影响相对较小。因此，我们相信，本发明的组合物对于在各种铸造砂中的应用是合适的。

结疤铸坯试验

在图7a中，示出了结疤坯铸模组件的下半型(下型箱(drag))模21a的平面图，并且其具有用于放置六个用于测试的不同的涂覆的型芯的位置。图7b是整套模组件23的侧视图，其包括下半型(下型箱)21a，上半型(上型箱(cope))21b和涂覆的测试型芯22。

砂型21由Haltern H32石英砂制成，其通过酸催化剂(对甲苯磺酸)硬化的糠醇类自硬化树脂粘结剂(

U3N呋喃树脂)粘合。所用的粘结剂添加水平为基于砂重量的按重量计1％的树脂和基于树脂重量的40％的催化剂。

使用用聚氨酯冷芯盒粘结剂体系(0.6重量％第一部分+0.6重量％第二部分)粘合的Haltern H32石英砂制备砂型芯。将直径50mm且长度90mm的圆柱形型芯浸入测试涂料中，浸渍深度为62mm，并将涂覆的型芯在烘箱中于120℃干燥1小时，并使之冷却。一旦干燥，将涂覆的型芯22置于模具的下半型(下型箱)21a的凹槽24中。将型芯22的型芯座(未涂覆的一端)置于模具的底部，使得仅仅型芯的涂覆的部分突入铸造模腔。在直浇口26和流道27之间，设置10ppi(每平方英寸孔数)、50mm x 50mm的碳化硅过滤器25。

金属铸件为灰(薄片状石墨)铸铁，其碳含量在3.3至3.5％的范围内，且硅含量为2.2至2.3％。金属的浇注温度为1425℃±5℃，且模具填充时间为8至10秒。铸件重量为13.1kg。

在固化和冷却之后，将铸件从模具中取出，并从铸件中抖出型芯。随后检查铸坯的内部空腔，以评估结疤程度和其它常规铸件性质。图8示出了铸坯的视图，而图9是铸件空腔内部所见的完整结疤图形的美术图。它由铸件底部(型芯底部)的环形疤31和从铸件空腔壁上突起的壁疤32构成。图10示出了由三种不同涂料制备的铸坯的示意图，说明了观察到的结疤缺陷的类型。中间的涂料A给出了具有底部疤为100％完整圆性加短的壁疤的试验铸件。左手的涂料B具有55％的底部疤和长的大范围的侧面疤，而涂料C几乎没有结疤。

应当注意，在结疤铸坯试验中，有一些铸件之间的小变化，即，它们用于与已知标准性能作对比，以获得定性的而非定量的性能。

结疤坯试验1

如表2a和2b中所详述，制备三种涂料实施例4、实施例1和实施例5，它们各具有相同的2.9重量％的临界部分(基于粗(第一)部分的重量)，但具有不同的粗(第一部分)重量％：细(第二部分)重量％的比率，并且因此具有分别为1.21重量％、1.14重量％和1.07重量％的不同的临界部分(基于总耐火填料)。

使用各自被实施例1、实施例4和实施例5的涂料涂覆的型芯，制备结疤坯铸件，并且与比较例1和比较例2的比较涂料相比较。铸造结果如下表4所示。

表4

	实施例4	实施例1	实施例5	比较例1	比较例11	比较例2
							底部疤(％)	痕量	0	0	100	80	100
壁疤数目	2	0	0	6	1	6
							壁疤总长度(cm)	1.5	0.0	0.0	3.5	0.5	30.0

¹型芯砂含有4重量％NORACEL防结疤砂添加剂

结果显示，与常规的防结疤涂料(比较例1)(100％底部结疤)和具有大范围的底部和侧壁疤的基础耐火洗涂料(比较例2)相比，涂料实施例1、实施例4和实施例5的全部给出明显低程度的结疤缺陷(底部和侧壁疤)。

结疤坯试验2-涂料渗诱深度的影响

如表2a和2b所详述，制备四种涂料实施例1、实施例6和实施例7，它们具有基于第一(粗)部分的2.9重量％、2.9重量％和9.1重量％(总耐火填料的1.1重量％、1.0重量％和3.6重量％)的临界部分，调节了配方，以在相同的浸渍时间(9秒)时给出类似的层厚。

测量顶涂层厚度和平均吸收深度，且结果与结疤坯铸造试验结果一同示于表5中。

表5

该结果说明，最佳的渗透深度＞3mm，然而在吸收深度约2.5mm的情况下可实现与当前技术水平的涂料相当有效防结疤性。

结疤坯试验3

制备一系列涂料，以评估细粒组成(第二部分)对各种具有相近临界部分水平的涂料的影响，如在下表2a和2b中详述。

测量顶涂层厚度和平均吸收深度，且结果与结疤坯铸造试验结果一同示于表6中。

表6

结果显示，可以由各种氧化铁(红、黄或组合)和硅铝酸盐填料(绿坡缕石和煅烧高岭土)获得良好的防结疤性质-参见实施例1、实施例3和实施例8-11。然而，尽管仍与现有技术水平的涂料相当，但高水平的(大于细部分50体积％的)煅烧高岭土(煅烧粘土)导致性能的下降(比较例4和比较例5)。该结果说明，物理性质(棒状或球状或层状粒子)与化学组成(氧化铁和硅铝酸盐)两者可能都对于涂料的吸收和防结疤性质有影响。

粗粒子形貌的影响

制备一系列涂料(实施例12、实施例13、比较例6和比较例7)，以研究粗粒子形状对涂料的吸收性能的影响。实施例12和比较例6含有石墨，而实施例13和比较例7含有孔雀石，如表2a和2b中所详述。石墨具有扁平的薄片状粒子形状，而孔雀石具有更加三维的、有棱角的颗粒形状。选择特定的石墨和孔雀石的过筛部分，使得实施例12和13具有痕量临界部分，而比较例6和7含有相对于第一(粗)部分为50％的临界部分。

使用所述涂料涂覆一系列不同砂类型的型芯(如表3)，并且测量各涂料/砂型芯组合的涂料渗透深度。结果在图11中可见，并且表明，正如之前观察到的(如图6)，砂粒径对于吸收量几乎没有影响。相反，对于吸收深度大于比较例6和7的实施例12和13，临界部分的量对吸收深度有影响。不管涂料含有石墨还是孔雀石，结果是类似的，这说明粒子的形状即形貌不如临界部分水平重要。

Claims (13)

1.一种铸造用涂料组合物，所述铸造用涂料组合物包含：

液体载体；

粘结剂；

和粒状耐火填料；

所述粒状耐火填料包含粒径d＞38μm的第一较粗部分和粒径d＜38μm的第二较细部分，

其中，全部粒状耐火填料按重量或体积计的不大于10％具有38μm＜d＜53μm的粒径，且所述第二较细部分按重量或体积计的0至50％由煅烧高岭土构成。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一较粗部分的不大于15％具有38μm＜d＜53μm的粒径。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中，所述全部粒状耐火填料的不大于4％具有38μm＜d＜53μm的粒径。

4.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分包含氧化铁红(赤铁矿)和/或氧化铁黄。

5.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分的0至50％由不形成凝胶的具有层状形貌的硅酸盐类矿物构成。

6.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第一较粗部分与所述第二较细部分的比率为0.1-2.0∶1。

7.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第一较粗部分包含石墨、硅酸盐、硅铝酸盐、氧化铝、硅酸锆、白云母(云母)、叶腊石、滑石和云母状氧化铁中的一种或多种。

8.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分包含氧化铁红(赤铁矿)、坡缕石(绿坡缕石)、海泡石、针铁矿(氧化铁黄)和硅灰石中的一种或多种。

9.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分包含具有球状形貌的粒子和具有棒状形貌的粒子。

10.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分包含至少10％的氧化铁红。

11.根据在前权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二较细部分包含煅烧高岭土。

12.一种用于制备涂覆的铸模或型芯的方法，所述方法包括：

提供铸模或型芯；

将根据权利要求1至11中任一项的铸造用涂料组合物涂布到所述铸模或型芯上；和

除去所述液体载体。

13.一种可通过权利要求12所述的方法制备的涂覆的铸模或型芯。

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