CN102989999A

CN102989999A - 一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料

Info

Publication number: CN102989999A
Application number: CN2012105671889A
Authority: CN
Inventors: 苏旭平; 陈一磊; 王建华; 彭浩平; 刘亚; 涂浩
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Zaozhuang Xinxing Steel Structure Co.,Ltd.
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN102989999B

Abstract

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种铸造金属型用涂料，具体的说特指一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料。其特征在于：所述涂料的组分按照重量百分含量计算如下：石墨粉26~27%，氧化锌22~23%，锡粉3-5%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5，助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。本发明粉料导热性好，加少量锡粉，利用其熔化吸热，可以提高金属型铸件表面的冷却速度，增加锌合金铸件表面的激冷层厚度，提高铸件的表面性能。

Description

一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种铸造金属型用涂料，具体的说特指一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料。

背景技术

对于厚壁铸件，在铸件凝固过程中因为铸件冷却速度较慢出现补缩不足，造成组织疏松等铸造缺陷；大量的实验表明：在铸型上涂刷激冷型涂料可以有力改善厚壁铸件的缺陷，同时能细化铸件基体组织，保证铸件的力学性能。

金属型的冷却速度虽然比砂型大，但是在连续生产中金属型的温度会逐渐升高，也需要采用激冷涂料加快铸件的凝固速度，细化铸件表层的晶粒组织；激冷涂料的热导率大，在涂层厚度相同时，其热阻较小，可以使金属型对铸件的冷却能力得到充分发挥。

由于金属型铸件和压铸件表面通常需要进行修整加工，如果表层细晶区太薄，力学性能较好的细晶区将被加工掉，导致非细晶区的暴露，同时里层的小气孔(针空)和杂质等缺陷也会暴露出来，从而使经过表面加工处理的铸件的表面质量大大降低；在细晶区厚度不太厚的情况下，如果要在加工表面仍保留有部分细晶区组织，就必须提高压铸模的设计精度，从而影响设计效率、增加成本；因此通过激冷涂料细化金属型和压铸件的表层晶粒组织，增加细晶区的厚度，一方面能提高表层的力学性能，另一方面可以提高压铸模具的设计效率、降低铸件生产成本。

本发明的技术原理是利用金属液浇铸时低熔点锡粉的熔化吸热，使锌合金铸件表层的冷却速度提高，细化锌合金表面的晶粒组织，增加细晶区的厚度。

本发明的目的是通过在金属型和压铸型表面涂刷激冷涂料，细化铸件表层的晶粒组织、增加细晶区的厚度，从而提高锌合金铸件表层的力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合理的粉料配方，从而达到提高涂料热导率和激冷效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种锌合金金属型铸造激冷醇基涂料，其特征在于：其中的石墨粉提高了涂料的导热性，锡粉熔化吸热。

进一步的该涂料具体组分的重量百分含量如下：

石墨粉26~27%，氧化锌22~23%，锡粉3-5%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5 助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。

配置涂料所采用的原材料都是市面上能够买到的；石墨粉为鳞片状结晶石墨，粘结剂为环氧树脂，优选双酚A型环氧树脂，悬浮剂为钠基膨润土，助剂为羧甲基纤维素钠；所述醇基溶剂是由重量百分比67~70%的纯度不小于96%的乙醇溶剂和30~33%的纯度不小于97%的丙酮溶剂混合而成。

该激冷涂料的制备工艺过程：按激冷涂料配方进行称重、加入容积为100毫升的容器中，加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌和锡粉；采用玻璃棒搅拌均匀，加料完毕后的搅拌时间控制在25-30min；采用常规手段检验涂料的涂挂性、悬浮性和发气量基本性能；最终制成激冷涂料成品，单批次生产量为1公斤。

本发明是选用石墨粉为主要粉料，石墨为非金属导热材料其热导率与金属接近，同时石墨的耐火性能极佳，而且不为液态金属所浸润；石墨是自然界广泛存在的一种矿物，石墨以电子、声子双重机制共同作用而具有良好的导热性；鳞片状结晶和高结晶石墨作为导热填料，有很高的研究和开发价值；本发明选用的为鳞片状石墨，导热性提高，金属型铸件的晶粒得到细化，性能得到提高；本发明的创新点在于涂料配方中有3-5%的锡粉，在浇铸条件下锡粉熔化，熔化吸热使锌合金铸件表面的冷却速度提高，细化锌合金表面的晶粒，提高锌合金铸件表面的性能。

附图说明

图1是本发明一种锌合金金属型铸造醇基涂料的制备流程示意图；

为让更明显易懂地说明本发明在不同压铸模具温度下的实际效果，以下结合附图对本发明的表面细晶区厚度作详细说明，其中：

图2是未使用本发明涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图3是未使用本发明涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图4是未使用本发明涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度；

图5是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图6是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图7是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度；

图8是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图9是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图10是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和有点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

分别如下表示出的重量百分比（%）配制锌合金金属型铸造醇基涂料：

表1 涂料配方

表2 醇基溶剂配方

如图1按照上述表格经配方、称重、搅拌、检验涂料的悬浮性、表面强度、发气量，调整、再搅拌检验而制成涂料成品；其中：加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌和锡粉；单批次制备激冷涂料1公斤，加料完毕后的搅拌时间控制在25-30min。

具体效果

表3 各情况表面细晶区平均厚度

如图5-图10所示的200倍下铸件的金相组织所示，采用本发明能细化铸件表层晶粒组织、增加细晶区的厚度；因为晶粒细化可以提高铸件表层的力学性能；细晶区厚度的增加能提高铸件表面打磨后的质量，也能降低对模具设计精度的要求，提高模具设计效率，减少生产成本。

从图中观察到的效果主要是表层细晶区厚度的变化，总的规律是在相同温度下，随着涂料中的激冷剂含量的提高而使细晶区厚度得到增加。

Claims

1.一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料，其特征在于：所述涂料的组分按照重量百分含量计算如下：石墨粉26~27%，氧化锌22~23%，锡粉3-5%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5，助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。

2.如权利要求1所述的一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料，其特征在于：所述石墨粉为鳞片状结晶石墨，所述粘结剂为环氧树脂，所述悬浮剂为钠基膨润土，所述助剂为羧甲基纤维素钠；所述醇基溶剂是由重量百分比67~70%的纯度不小于96%的乙醇溶剂和30~33%的纯度不小于97%的丙酮溶剂混合而成。

3.如权利要求2所述的一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料，其特征在于：所述粘结剂为双酚A型环氧树脂。

4.如权利要求1所述的一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料的制备方法，其特征在于：按激冷涂料配方进行称重，加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌和锡粉；采用玻璃棒搅拌均匀，加料完毕后的搅拌时间控制在25-30min；制成激冷涂料成品。

5.如权利要求1所述的一种利用物质熔化吸热的锌合金激冷醇基涂料的制备方法，其特征在于：所述涂料的单批次生产量为1公斤。