CN104275435B - 一种高精度消失模铸钢涂料 - Google Patents

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Abstract

一种高精度消失模铸钢涂料，以重量份数计，该铸钢涂料由耐火骨料90-120份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体。其中，耐火骨料为铝硅粉、石英粉、铝矾土熟料中一种或几种的组合，所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。耐火骨料采用200～300目筛进行筛选。该涂料可降低铸件表面粗糙度值，防止铸造缺陷，可有效提高铸件落砂、清理效率，能使泡沫模样热解产生的气体有效的排出到铸型外，同时防止金属液的渗透，能提高泡沫模样的强度和钢度，防止模样产生变形和破坏，具有良好的保温绝热作用。

Description

一种高精度消失模铸钢涂料
技术领域：
本发明涉及一种消失模辅助材料，特别是一种高精度消失模铸钢涂料。
背景技术
消失模铸造技术被认为是21世纪最可能实现绿色铸造的工艺技术，而涂料作为消失模铸造的关键技术之一，其性能的优劣决定了消失模铸造工艺成功与否。目前国内消失模涂料的品种较多，但质量良莠不齐，价格高低不一。这在一定程度上阻碍了消失模铸造技术的发展及应用，因此研制性能优良、存运使用方便、性价比较高的消失模涂料对消失模铸造技术的推广应用具有重要意义。
涂料的科学配用是稳定获得优质铸件的关键环节。调查表明，消失模铸件的废品和种种问题的产生，80％以上的影响因素是出于涂料关。
随着消失模铸造技术的应用和推广，一些生产单位及科研院所都认识到涂料的重要性，研制出一些商品化的消失模涂料，但是多少都存在以下一些问题：
1)涂料高温强度低，剥离性差。铸件表面出现粘砂现象严重，增加了铸件的清理工作量及劳动强度，铸件后期清理困难。
2)涂料悬浮性差。悬浮剂使用前需浸泡，且长时间搅拌才能溶解。涂料易分层沉淀，每次涂挂前需对涂料进行搅拌，使用不便。
3)涂料层干燥后强度低。造型时模样易变形及开裂，浇注时易塌箱。
4)涂料层烘干后易开裂。钢液渗出导致铸件表面质量不佳。
5)涂料存放期短。由于涂料中加入化工防腐剂，抗腐性不佳导致涂料存放期短。
因此，从涂料的组成和性能入手，研制成本低、质量好的新型消失模铸钢水基涂料，对推广国内消失模铸造技术的应用具有重要意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高精度消失模铸钢涂料。
本发明的一种高精度消失模铸钢涂料采用以下技术方案：
一种高精度消失模铸钢涂料，以重量份数计，该铸钢涂料由耐火骨料90-120份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体。
其中，耐火骨料为铝硅粉、石英粉、铝矾土熟料中一种或几种的组合，所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。耐火骨料采用200～300目筛子进行筛选。
优选地，以重量份数计，该铸钢涂料由铝硅粉100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体；所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。
优选地，以重量份数计，该铸钢涂料由石英粉100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体；所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。
优选地，以重量份数计，该铸钢涂料由铝矾土熟料100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体；所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。
本发明带来的有益效果是：与普通涂料相比，该高精度消失模铸钢涂料具有以下的显著优势：
(1)通过添加烧结助剂来促进耐火骨料的烧结，可有效解决消失模涂料剥离性差、涂料烘干后强度低、易开裂、透气性、悬浮性差等问题。
(2)该铸钢涂料选择了耐火度高达1790℃的铝硅粉原料，耐火涂层的耐火度比一般铸钢涂料高，热膨胀系数低，高强度的涂层耐磨、抗裂并略有弹性(耐干砂震击摩擦)能够有效改善烧结型耐火骨料的烧结性能和抗粘砂、抗夹砂、抗热裂性能并抵挡在浇注过程中金属液的严重冲刷，浇注后易使涂层成片与铸件分离剥落，极易清理，铸件得到良好的外观质量。
(4)解决润湿性、粘附性、涂挂性、干燥速度、发气量、抗腐性的问题：该铸钢涂料具有良好的悬浮性、触变性、粘附性，透气性和不流淌性(滑畅而不流淌)，微碱性，PH值7～8，无异昧，卫生、洁净、安全，皮肤可随意与涂料浆液接触，可用手搅拌。涂料中加入的表面活性剂、悬浮剂及环保粘结剂使涂料具有较高的屈服值和塑性变形能力，涂料在低温(低于60℃)下的干燥速度快，不龟裂，涂料层烘干后，在浇注过程中与高温金属液相接触时，不产生其它气体。由于不含任何化工防腐剂，完全依靠特种天然植物的抗腐蚀性，配好的涂料浆液在常温下最佳存放期为18天。
(5)该铸钢涂料环保、涂料的涂层薄，高温强度高，浇注后易使涂层成片与铸件分离剥落，极易清理，铸件质量良好。涂料使用量的降低、产品质量的提高、劳动强度的降低直接降低成本消耗。
附图说明：
图1-本发明涂料的技术路线示意图。
具体实施方式：
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的技术路线，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明的一种高精度消失模铸钢涂料最佳配方的确定：产品选用铝硅粉、石英粉、铝矾土等不同原料加上粘结剂、悬浮剂、表面活性剂通过图1所示的技术路线进行试验，最终确定新型消失模铸钢水基涂料配方。其中助剂为干粉原料，在产品的制备过程中根据所需涂料的多少来添加，在产品原料中起到一个桥梁的作用。涂料配方的关键是选好耐火骨料、粘结剂、悬浮剂、表面活性剂。以铝硅粉、石英粉和铝矾土熟料为基础的耐火骨料，在不同耐火骨料中添加不同含量的Ca基膨润土、重质碳酸钙、马铃薯改性淀粉、FC-4430氟素表面活性剂、制成涂料，对试样进行涂挂性、悬浮性检查，然后进烘房烘干后进行强度、烘干抗裂性、透气性检查。将烘干后的试样依据不同浇注温度进行烧结试验并检查试样剥离性及抗弯强度的变化，最终确定适合于消失模铸钢涂料配方的最佳含量，该最佳含量的以下的实施例中将进行进一步地阐述。
实施例1：
铝硅粉涂料配方：
耐火骨料：铝硅粉100kg+助剂10kg+硅溶胶3kg+10-50kg水作为载体。
其中，助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂：马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂：Ca基膨润土30％，矿物调节粉：重质碳酸钙50％，表面活性剂：FC-4430氟素表面活性剂5％。
实施例2：
耐火骨料：石英粉100kg+助剂10kg+硅溶胶3kg+10-50kg水作为载体。
其中，助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂：马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂：Ca基膨润土30％，矿物调节粉：重质碳酸钙50％，表面活性剂：FC-4430氟素表面活性剂5％。
实施例3：
耐火骨料：铝矾土熟料100kg+助剂10kg+硅溶胶3kg+10-50kg水作为载体。
其中，助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂：马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂：Ca基膨润土30％，矿物调节粉：重质碳酸钙50％，表面活性剂：FC-4430氟素表面活性剂5％。
经试验对比发现，与普通涂料相比，该高精度消失模铸钢水基涂料的优势体现在：
(1)降低铸件表面粗糙度值，采用该涂料后，铸件的表面粗糙度可降低二三个等级，达到Ra＝3.2～6.3um，从而提高了铸件的表面质量和使用性能；
(2)有助于防止铸件或减少铸件粘砂、砂眼等铸造缺陷，因为涂层建立了一道耐火性、化学性、稳定性高的屏障，将金属液与干砂隔离开来；
(3)可有效提高铸件落砂、清理效率；
(4)能使泡沫模样热解产生的气体有效的排出到铸型外，同时防止金属液的渗透；
(5)能提高泡沫模样的强度和钢度，防止模样在运输、填砂震动时产生变形和破坏，这对提高铸件尺寸精度和成品率至关重要；
实践证明，该高精度消失模铸钢水基涂料的配方稳定，其中助剂与耐火骨料粉按1∶10左右的比例(可在1∶9～1∶12范围内选择)混合后加水搅拌即可使用，不需再配加其它任何添加剂。同时，该涂料产品用于消失模铸件的骨料耐温度高达1790℃，骨料粉粒度选用200～300目，涂料层的厚度减小到1.0～1.5mm，涂料高温强度高，剥离性好，铸件的清理工作量及劳动强度低，铸件产品光洁度高，涂料存放期变长至18天，涂料成本低。该涂料不需要配加白乳胶、消泡剂、浸润剂、化工有毒防腐剂[苯酚或甲醛溶液(福尔马林)]等组分，微碱性，PH值7～8，无异味，浇注过程挥发的烟气无公害，粉剂或浆液对人体和皮肤均无任何毒副作用，皮肤可随意与涂料浆液接触，工人们也不需要配戴口罩和胶手套操作，可用手搅拌，卫生、洁净、安全。
本发明通过上述具体实例来说明本发明的原料配比及制备步骤，但本发明并不局限于上述配比及制备步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制备步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：以重量份数计，该铸钢涂料由耐火骨料90-120份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成，其中水作为载体；所述助剂的内部成分包括，以质量百分数计，粘结剂马铃薯改性淀粉15％，悬浮剂Ca基膨润土30％，矿物调节粉重质碳酸钙50％，表面活性剂FC-4430氟素表面活性剂5％。
2.如权利要求1所述的一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：耐火骨料为铝硅粉、石英粉、铝矾土熟料中一种或几种的组合。
3.如权利要求1或2所述的一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：耐火骨料采用200～300目筛进行筛选。
4.如权利要求1所述的一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：以重量份数计，该铸钢涂料由铝硅粉100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成。
5.如权利要求1所述的一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：以重量份数计，该铸钢涂料由石英粉100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成。
6.如权利要求1所述的一种高精度消失模铸钢涂料，其特征在于：以重量份数计，该铸钢涂料由铝矾土熟料100份，助剂10份，硅溶胶3份，水10-50份组成。
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