CN103100651A - 一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成：石英粉68-75份，树木灰烬5-7份，粉煤灰5-7份，水玻璃10-12份，钠基膨润土10-12份，纳米碳酸钙4-6份，木质素磺酸1-2份，羧甲基纤维素2-4份，甘油0.3-0.7份，硼酸钠2-4份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6份，纳米级陶瓷粉末1-2份，氧化铁红粉0.5-0.8份，三聚磷酸钠1-2份，钾长石粉4-5份，水525-635份。本发明的涂料在高温、低温环境下均具有快干、快干、优良的透气性和快干性的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及铸造领域，特别涉及一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法。
背景技术
实型铸造涂料是由多种性质不同的材料组成的分散系，其组成主要包括耐火材料、粘结剂、载体、纳米碳酸钙及特殊添加剂等组成，需要涂料有良好的工艺性能、工作性能、质量稳定性以及施涂重现性。实型铸造涂料涂覆在泡沫塑料模型的外表面，待涂料干燥后才能造型浇注。泡沫塑料不透气，热变形温度低(约70℃左右)，对水的亲和力差；泡沫塑料受热熔融、气化后的液态残留物多，发气量大，这些气体和液态残留物若不能及时排出，铸件将产生气体、增碳、表面皱皮等碳缺陷。这些特点决定了实型涂料应具备下述性能要求，即涂层应具有良好的润湿性和涂挂性，良好的高温抗裂性和高温强度以及良好的高温透气性。
现有技术的铸造涂料的耐高温性能较差，只能适合高温处理时间较短的小零件(200kg以内)生产，对于大型铸件(20吨以内)和小批量手工作业的生产则不能适应。具有耐高温的性能能适用于大型铸件的生产工艺，但其制造成本偏高，而且不能适用于手工涂刷，该涂料为黑色，易造成工作环境黑色污染的形象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法，在高温、低温环境下均具有快干、快干、优良的透气性和快干性的实型铸造涂料，使其能够满足大型铸件生产要求。
本发明的技术方案如下：
一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法，以重量份计由下列组份组成：石英粉68-75份，树木灰烬5-7份，粉煤灰5-7份，水玻璃10-12 份，钠基膨润土10-12 份，纳米碳酸钙4-6 份，木质素磺酸1-2 份，羧甲基纤维素2-4份，甘油0.3-0.7份，硼酸钠2-4份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6 份，纳米级陶瓷粉末1-2 份，氧化铁红粉0.5-0.8 份，三聚磷酸钠1-2份，钾长石粉4-5份，水55-65 份，所述制备方法包括如下步骤：
1)将树木灰烬用12-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡2-3小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在460-500℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5-8%的淀粉浆糊、7-9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性树木灰烬颗粒；
2)将上述步骤得到的改性树木灰烬颗粒与纳米碳酸钙、粉煤灰、淀粉浆糊、1/3重量份水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1-2小时，炉冷至55℃，保温1-2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以10℃/小时冷却至常温；
3）将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、羧甲基纤维素与1/4重量份水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；
4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、三聚磷酸钠、钾长石粉、剩余重量份水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：150-180r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)在大量实验的基础上，确定了涂料的骨料、纳米碳酸钙、粘接剂及辅料的组成及各自的含量，使得上述各组份之间的作用达到协同，使涂料的综合性能提高。本发明的实型铸造涂料既达到高的抗粘砂能力、提高模样的刚度和耐高温性能，又尽量降低成本。经过骨料及各种添加剂的优化调配，形成强流变性流体，与泡沫塑料模型润湿性及涂刷性均达到较好状态。实践证明，该涂料经过2遍涂刷就可达到1.7mm以上涂料厚度，能满足大型铸件的抗粘砂要求及搬运需要。
2)本发明的实型铸造涂料，具有良好的悬浮性和触变性，还具有良好的透气性和较高的表面强度，并且制备工艺简单、操作方便、原材料丰富、生产成本低。用其生产的实型铸件表面光洁，无皱皮等碳缺陷；涂层易于剥离，便于清理。
具体实施方式
一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法，以重量份（公斤）计由下列组份组成：石英粉68份，树木灰烬5份，粉煤灰7份，水玻璃12 份，钠基膨润土10 份，纳米碳酸钙4 份，木质素磺酸2 份，羧甲基纤维素4份，甘油0.3份，硼酸钠2份，淀粉浆糊7份，硅溶胶1.6 份，纳米级陶瓷粉末1 份，氧化铁红粉0.5 份，三聚磷酸钠2份，钾长石粉5份，水65 份，所述制备方法包括如下步骤：
1)将树木灰烬用12-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡2-3小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在460-500℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5%的淀粉浆糊、9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性树木灰烬颗粒；
2)将上述步骤得到的改性树木灰烬颗粒与纳米碳酸钙、粉煤灰、淀粉浆糊、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1小时，炉冷至55℃，保温1-2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以10℃/小时冷却至常温；
3）将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、羧甲基纤维素与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；
4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、三聚磷酸钠、钾长石粉、剩余重量的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：150-180r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。
利用本发明的方法制备的涂料放置42小时后的悬浮率大于93%；涂料的剪切应力限为20-23Pa；用涂4粘度计测定涂料的表观粘度值为42-45s，触变率16-18%，涂料的涂刷指数、滴淌量和滴淌时间分别为5.8，0.6g和9s。涂层的常温强度高于694g/mm。经过1200℃焙烧后涂料涂层的强度高于490g/mm。涂层的常温透气性高于14cm2·（kPa·min）-1，高温透气性大于25cm2·（kPa·min）-1。
Claims (1)
1.一种大型铸件用实型铸造涂料的制备方法，其特征在于，以重量份计由下列组份组成：石英粉68-75份，树木灰烬5-7份，粉煤灰5-7份，水玻璃10-12 份，钠基膨润土10-12 份，纳米碳酸钙4-6 份，木质素磺酸1-2 份，羧甲基纤维素2-4份，甘油0.3-0.7份，硼酸钠2-4份，淀粉浆糊5-7份，硅溶胶1.4-1.6 份，纳米级陶瓷粉末1-2 份，氧化铁红粉0.5-0.8 份，三聚磷酸钠1-2份，钾长石粉4-5份，水55-65 份，所述制备方法包括如下步骤：
1)将树木灰烬用12-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡2-3小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在460-500℃下煅烧2-3小时后，加入相当于其重量5-8%的淀粉浆糊、7-9%的氢氧化钠粉、适量水混合后造粒粉碎成改性树木灰烬颗粒；
2)将上述步骤得到的改性树木灰烬颗粒与纳米碳酸钙、粉煤灰、淀粉浆糊、1/3重量的水混合，搅拌均匀加热至150-160℃，保温1-2小时，炉冷至55℃，保温1-2小时，再加热至100-120℃，保温1小时，以10℃/小时冷却至常温；
3）将上述重量份的水玻璃、钠基膨润土、纳米级陶瓷粉末、羧甲基纤维素与1/4重量的水混合，并充分搅拌，然后静置40-60min，然后缓慢加热至75-85℃并充分搅拌；
4)将步骤2)产物、步骤3）产物、石英粉、硅溶胶、氧化铁红粉、三聚磷酸钠、钾长石粉、剩余重量的水加入反应釜中，开启反应釜，搅拌速度为：150-180r/min，在搅拌状态下向反应釜中加入其它原料，同时加热将反应釜的温度缓慢升至75-85℃，恒温搅拌14-18min，研磨、即可。
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