CN103722122A - 一种金属型模具的喷涂材料及其喷涂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属型模具的喷涂材料及其喷涂工艺，属于金属型铸造技术领域，原料包含氧化锌、水玻璃和去离子水，喷涂工艺包含涂料准备、模具冷却、喷涂和预热固定。本发明通过氧化锌、水玻璃和去离子水作为金属模具涂料，通过喷涂工艺的独特设计，使浇注时可减轻金属液对金属型的热冲击，隔绝液体金属对铸型面的直接冲刷，防止铸件粘型；在取出铸件时，可缓冲铸件对金属型和型芯的摩擦破坏，并使铸件易于自型中取出；调节铸件各部位在金属型中的冷却速度，控制铸件的凝固补缩顺序，保证获得薄壁的铸件，同时能够改善金属型的储气、排气、保温作用。

Description

一种金属型模具的喷涂材料及其喷涂工艺

技术领域

本发明属于金属型铸造技术领域，尤其涉及一种金属型模具的喷涂材料及其喷涂工艺。

背景技术

金属型铸造适用于生产批量大、中小型铸件的生产，特别是在铝、镁合金铸件方面应用更加广泛。金属型铸造的优点：铸件的质量和尺寸稳定，尺寸精度较高；铸件在金属型中冷却速度较快，使得铸件的致密度提高，晶粒得到细化；金属液的工艺利用率高。金属型铸造时，需在型腔的表面上喷涂涂料层，其目的为：浇注时可减轻金属液对金属型的热冲击，隔绝液体金属对铸型面的直接冲刷，防止铸件粘型，在取出铸件时，可缓冲铸件对金属型和型芯的摩擦破坏，并使铸件易于自型中取出。金属模具喷涂涂料层已经广泛运用在模具制造业中，如专利公开号为CN1488455A的发明专利公开了一种电弧喷汽车覆盖件冲压模具快速制造方法，在其喷涂母模准备和基本处理步骤中包含对母模喷涂脱模剂；专利公布号为CN103302243A的发明专利公开了一种汽车进气管金属模重力铸造工艺，其工艺包括对模具喷涂75～125微米的涂料，然后需要铝液净化。而上述两个专利都没有公布脱模剂或者涂料的成分，其喷涂的具体步骤也没有公布。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属型模具的喷涂材料及其喷涂工艺。

本发明的是通过以下技术方案实现的：

一种金属型模具的喷涂材料，包含氧化锌、水玻璃和去离子水，

其中氧化锌是一种白色粉末，难溶于水，可溶于酸和强碱，氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中，纯净的氧化锌熔点是1975℃，在金属模具铸造温度下化学性能稳定，含有氧化锌的该涂料具有阻燃性好和粘合性好的效果，并且作为涂料，其熔点较高，在一般的金属铸造时，其铸造温度都不能到到达氧化锌的熔点，浇注时可减轻金属液对金属型的热冲击，隔绝液体金属对铸型面的立接冲刷，防止铸件粘型，在取出铸件时，可缓冲铸件对金属型和型芯的摩擦破坏，并使铸件易于自型中取出；同时够改善金属型的储气、排气作用。

水玻璃为硅酸钠溶液状态，硅酸钠在以水为分散剂的体系中为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，其中钠水玻璃的分子式为Na₂O.nSiO₂，钾水玻璃的分子式N₂O.nSiO₂。本技术选用钾水玻璃作为原料，其熔点为1300℃～1400℃，广泛用于防腐、铸造、油田、钻井和各种高档涂料中。主要用于耐酸、耐热、耐磨等防腐工程中，配成耐酸耐热材料。按不同用途可分别制成钾水玻璃（KPI）胶泥、钾水玻璃（KPI）砂浆、钾水玻璃（KPI）混凝土等工程原料，其具有机械强度大、粘结力高、空隙率小、抗渗耐水性高、耐酸性能好、耐热性好等优点，在碱性介质、含氟介质、中性盐类溶液和高级脂肪酸中也具有耐腐蚀性。而高模数硅酸钾主要在高级涂料中作为粘合剂使用，具有很好的粘结力、强度和耐热性，且保温效果较好，其中高模数硅酸钾是指用二氧化硅与氧化钾的比例超过4.8的硅酸钾水溶液。介于此，本技术选用高模数硅酸钾的水溶液作为该涂料的原料，其涂料机械强度大、粘合力高，空隙率小、耐热性强和保温效果好，调节铸件各部位在金属型中的冷却速度，控制铸件的凝固补缩顺序，保证获得薄壁的铸件，同时能够改善金属型的储气、排气、保温作用。

去离子水是指去除水中的阴离子和阳离子杂质后的纯水，用去离子水作为溶剂，可以避免氧化锌和水玻璃与水中的离子反应，部分变质失去其物理特性，去离子水保证了涂料在高温喷涂、预热固定和铸件铸造过程中物理性能稳定不变。

为了达到本发明的技术效果，本发明还提供了一种金属型模具喷涂材料的喷涂工艺，包括以下步骤：

1）配制涂料，水温最好在50℃～60℃使得氧化锌、水玻璃充分溶解，使用前应先过滤，使用时搅拌均匀；

2）模具冷却，吹砂完毕的模具预热到涂料喷涂温度280℃～350℃；

3）喷涂，选择直径为1.3mm涂料喷枪喷嘴，选择风压为0.35～0.4Mpa的风枪，喷涂时，风枪开关状态为全开关的1/4～2/4，喷嘴到模具的距离为150mm～200mm，喷嘴角度与水平呈60°～120°，涂料喷涂的厚度为0.15mm～0.3mm；

4）预热固定，将喷涂好的模具装入保温炉中烘烤，预热至模具工作温度350℃～420℃，并保持1～2h。

本发明的有益效果在于：通过氧化锌、水玻璃和去离子水作为涂料作为模具的涂料，通过喷涂工艺的独特设计，使浇注时可减轻金属液对金属型的热冲击，隔绝液体金属对铸型面的立接冲刷，防止铸件粘型；在取出铸件时，可缓冲铸件对金属型和型芯的摩擦破坏，并使铸件易于自型中取出；调节铸件各部位在金属型中的冷却速度，控制铸件的凝固补缩顺序，保证获得薄壁的铸件，同时能够改善金属型的储气、排气、保温作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明：

一种金属型模具的喷涂材料，包含氧化锌、水玻璃和去离子水，为了使涂料达到机械强度大、粘结力高、空隙率小、抗渗耐水性高、耐酸性能好、耐热性好等特点，本技术优选地使用钾水玻璃（硅酸钾）替代水玻璃，更好的材料是高模数硅酸钾，其粘结力、强度、耐热性保温效果比普通水玻璃和钾水玻璃的性能都好。

同时为了达到本技术的技术效果，本技术还提供了一种金属型模具喷涂材料的喷涂工艺，包括以下步骤：

1）配制涂料，水温最好在50℃～60℃使得氧化锌、水玻璃充分溶解，使用前应先过滤，使用时搅拌均匀；

2）模具冷却，吹砂完毕的模具预热到涂料喷涂温度280℃～350℃，使涂料喷涂在模具内表壁时，能够很好地粘合在模具内表壁上，无缝隙、脱落等现象发生；

3）喷涂，选择直径为1.3mm涂料喷枪喷嘴，选择风压为0.35～0.4Mpa的风枪，喷涂时，风枪开关状态为全开关的1/4～2/4，喷嘴到模具的距离为150mm～200mm，喷嘴角度与水平呈60°～120°，涂料喷涂的厚度为0.15mm～0.3mm，以此喷涂工艺主要是为了涂料在模具内表壁上喷涂均匀，且能很好地粘合在模具内表壁上，喷涂材料不易过薄或过厚，过薄时，在高温铸造时，涂料会在高温时，其分子运动强烈，其分子间有相互吸引作用，其组成的薄壁出现漏洞，液体金属与模具直接接触，最终铸件可能和模具粘合在一起，使铸件和模具报废；过厚时，涂料容易脱落，造成涂料进入液体金属，形成外来夹渣，难以去除，影响铸件质量；

4）预热固定，将喷涂好的模具装入保温炉中烘烤，预热至模具工作温度350℃～420℃，并保持1～2h，预热固定作用保证了涂料能够很好的粘合在模具内测壁上，防止在液体金属进入模具时，由于急剧的升温，涂料受热不均匀而龟裂等现象。

通过上述材料和喷涂技术应用于金属铸件模具生产过程中，其铸件能很好的与模具分离，同时铸件表面光洁度好，铸件的质量和尺寸稳定，尺寸精度较高，质量良好，铸件的致密度提高，晶粒得到细化，金属液的工艺利用率高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神本质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种金属型模具的喷涂材料，其特征在于：原料包含氧化锌、水玻璃和去离子水。

2.根据权利要求1所述的金属型模具的喷涂材料，其特征在于：所述的水玻璃为钾水玻璃。

3.根据权利要求1所述的金属型模具的喷涂材料，其特征在于：所述的高模数硅酸钾。

4.如权利要求1所述的金属型模具的喷涂材料的喷涂工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）配制涂料，水温最好在50℃～60℃使得氧化锌、水玻璃充分溶解，使用前应先过滤，使用时搅拌均匀；

2）吹砂完毕的模具放在保温炉内预热到涂料喷涂温度280℃～350℃；

3）喷涂，选择直径为1.3mm涂料喷枪喷嘴，选择风压为0.35～0.4Mpa的风枪，喷涂时，风枪开关状态为全开关的1/4～2/4，喷嘴到模具的距离为150mm～200mm，喷嘴角度与水平呈60°～120°，涂料喷涂的厚度为0.15mm～0.3mm；

1）预热固定，将喷涂好的模具装入保温炉中烘烤，预热至模具工作温度350℃--420℃，并保持1～2h。