CN104325067A - 一种铸造用高温耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造用高温耐磨涂料，涂料包括以下组分：耐火材料、载体、粘结剂、悬浮剂、助剂；本发明还设计了一种铸造用高温耐磨涂料的制备方法，将悬浮剂和载体置于分散机中搅拌均匀，然后加入耐火材料继续搅拌，再依次将粘结剂和助剂在搅拌状态下缓慢加入，搅拌均匀即可得铸造用高温耐磨涂料；该铸造用高温耐磨涂料价格低廉，清洁无污染，制备方法简单，耐高温、耐磨不容易脱落，能保护铸造用的模具也能提高了铸件的质量。

Description

一种铸造用高温耐磨涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种铸造用的高温耐磨涂料及其制备方法，属于铸造技术领域。

背景技术

铸造涂料是指涂敷在铸型型腔或型芯表面，以改善其表面耐火度、化学稳定性、抗金属冲刷性、抗粘砂性等性能的一种覆盖物。涂料是解决铸件表面粘砂，提高铸件表面质量最为有效的措施。在铸件的模型上喷刷涂料的目的是调节系统的热规范，防止型腔表面与金属液直接接触，影响铸件的组织和性能，有利于机械加工，改善铸件表面质量和平整度，使熔融金属易于填充型腔，使铸件易于从铸型中取出，因此要求涂料导热性能低，高温化学稳定性好，一方面可以起到隔热，均衡温度，免除金属液的冲击腐蚀性的目的，另一方面可以防止铸件产品因局部冷却过快而造成的开裂、砂眼、白口铁形成等缺陷。随着机械工业的发展，对于铸造涂料的要求也越来越高，而现有的涂料导热系数大，导热性能不佳，而影响了模型的使用寿命，降低了铸件质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种铸造用高温耐磨涂料及其制备方法，该铸造用高温耐磨涂料价格低廉，清洁无污染，耐高温、耐磨不容易脱落，能保护铸造用的模具也能提高了铸件的质量。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种铸造用高温耐磨涂料，涂料按质量份数计包括以下组分：

耐火材料   15-18份

载体       20-25份

粘结剂     1-3份

悬浮剂     2-5份

助剂       3-6  份   

其中：耐火材料为石英、锆英粉及硅藻土的混合物，并按石英：锆英粉：硅藻土=1:1.5:1的重量比混合；载体为水与异丙醇，粘结剂为聚乙烯醇、聚醋聚乙烯乳液、水溶性酚醛树脂或聚丙烯醇中的一种；悬浮剂为羧甲基纤维素钠和钠基膨润土的混合物并按照羧甲基纤维素钠：钠基膨润土=1.2：1.5的重量比混合；助剂包括表面活性剂、消泡剂及防腐剂；

表面活性剂为脂肪醇聚乙烯醚或烷基苯磺酸或十二烷基苯磺酸钠；消泡剂为有机硅、聚醚、有机硅氧烷或酰胺中的一种或几种；防腐剂为福尔马林或氯酚钠，福尔马林为37-40%甲醇水溶液。

本发明进一步限定的技术方案是：

前速铸造用高温耐磨涂料中，涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：15份，载体：22份，粘结剂：1份，悬浮剂：5份，助剂：4份。   

前速铸造用高温耐磨涂料中，涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：17份，载体：25份，粘结剂：3份，悬浮剂：3份，助剂：6份。

前速铸造用高温耐磨涂料中，涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：18份，载体：20份，粘结剂：2份，悬浮剂：2份，助剂：3份。

一种铸造用高温耐磨涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将悬浮剂和载体置于分散机中搅拌20-25mi，搅拌速度为250转/min；

（2）目测步骤（1）中搅拌的悬浮剂和载体的混合物呈浆状时加入耐火材料继续搅拌10-15min，然后依次将粘结剂和助剂在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为350转/min，搅拌时间20-25min，即可得铸造用高温耐磨涂料。

本发明的有益效果是：

石英粉呈弱酸性,耐火度高于1500℃,导热系数小,具有良好的高温绝热性能,石英粉混碾得当,可较好地适用合金钢的铸造,并能获得较好的经济效益；锆英粉即硅酸锆,密度为4.6-4.7g/cm3,耐火度高于1650℃,高温导热系数小,即蓄热能力大是其较显著的特点,这意味着以锆英粉为耐火骨料的涂层对高温成形熔体有较大的激冷能力,从而可以很好地降低高温熔体与模具之间的热传递,进而降低成形过程中模具所受的热损伤,提高模具的使用寿命；硅藻土主要由硅藻、粘土矿物、长石、石英等碎屑物质,以及少量有机质、铁质氧化物等组成，一般硅藻土耐火度可达900℃,高温下导热系数约0.143W/m℃经过焙烧扩容处理后的硅藻土其导热系数明显降低,耐火度大大提高,耐火度可达1000℃,导热系数为0.l04 W/m℃，硅藻土的最大特点就是隔热性能好；本发明中的耐火材料为石英粉、锆英粉及硅藻土的混合物并非单一的耐火材料，单一耐火材料由于熔点高,烧结温度高,在钢铁熔体浇注高温下烧结能力差,而由熔点各异的耐火材料组成的复合材料其熔点降低,且开始烧结的温度也降低,使其在钢铁熔体浇注温度下产生一定的烧结,从而提高涂层的高温性能和隔热性能。

本发明中加入的粘结剂可增强涂料的触变性、改善涂料的涂挂性，同时形成涂料的粘结强度和抗弯强度。与普通膨润土相比,本发明中采用的钠基膨润土具有更好的膨胀性、阳离子交换性、水介质中的分散性、胶质价、粘性、润滑性、热稳定性及较高的能变性，但是钠基膨润土在涂料中的含量超过一定值后即使再增加也无法提高涂料的可喷涂指数,而此时涂料的可喷涂指数还远没有达到挤压铸造专用涂料的要求，因此,将钠基膨润土与羧甲基纤维素钠进行联合构成无机一有机复合悬浮剂是非常有必要的，羧甲基纤维素钠是一种阴离子型电解质,不会发酵,有一定的热稳定性"其溶于水形成粘度比较高的液体,可以使涂料中的耐火骨料不易互相接触合并而长大"若将羧甲基纤维素钠和钠基膨润土按照一定配比形成的无机一有机复合悬浮剂作为专用涂料的悬浮剂,既可发挥钠基膨润土的优异的悬浮性,又能克服其粘结结块的倾向,提高涂料的可喷涂指数。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种铸造用高温耐磨涂料，涂料按质量份数计包括以下组分：

按石英：锆英粉：硅藻土=1:1.5:1的重量比混合物：15份，水与异丙醇：22份，聚醋聚乙烯乳液：1份，羧甲基纤维素钠：钠基膨润土=1.2：1.5的重量比混合物：5份，助剂4份；助剂包括脂肪醇聚乙烯醚、有机硅及氯酚钠。

上述铸造用高温耐磨涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇置于分散机中搅拌20mi，搅拌速度为250转/min；

（2）目测步骤（1）中搅拌的羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇的混合物呈浆状时加入石英、锆英粉及硅藻土继续搅拌12min，然后依次将聚醋聚乙烯乳液和脂肪醇聚乙烯醚、有机硅及氯酚钠在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为350转/min，搅拌时间25min，即可得铸造用高温耐磨涂料。

实施例2

本实施例提供一种铸造用高温耐磨涂料，涂料按质量份数计包括以下组分：

按石英：锆英粉：硅藻土=1:1.5:1的重量比混合物：17份，水与异丙醇：25份，聚乙烯醇：3份，羧甲基纤维素钠：钠基膨润土=1.2：1.5的重量比混合物：3份，助剂：6份；助剂为十二烷基苯磺酸钠、酰胺及氯酚钠。

上述铸造用高温耐磨涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇置于分散机中搅拌25mi，搅拌速度为250转/min；

（2）目测步骤（1）中搅拌的羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇的混合物呈浆状时加入石英、锆英粉及硅藻土继续搅拌15min，然后依次将聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠、酰胺及氯酚钠在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为350转/min，搅拌时间20min，即可得铸造用高温耐磨涂料。

实施例3

本实施例提供一种铸造用高温耐磨涂料，涂料按质量份数计包括以下组分：

按石英：锆英粉：硅藻土=1:1.5:1的重量比混合物：18份，水与异丙醇：20份，水溶性酚醛树脂：2份，羧甲基纤维素钠：钠基膨润土=1.2：1.5的重量比混合物：2份，助剂：3份；助剂为烷基苯磺酸、聚醚及氯酚钠。

上述铸造用高温耐磨涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇置于分散机中搅拌22mi，搅拌速度为250转/min；

（2）目测步骤（1）中搅拌的羧甲基纤维素钠、钠基膨润土和水及异丙醇的混合物呈浆状时加入石英、锆英粉及硅藻土继续搅拌10min，然后依次将水溶性酚醛树脂和烷基苯磺酸、聚醚及氯酚钠在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为350转/min，搅拌时间22min，即可得铸造用高温耐磨涂料。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种铸造用高温耐磨涂料，其特征在于：所述涂料按质量份数计包括以下组分：

耐火材料   15-18份

载体       20-25份

粘结剂     1-3份

悬浮剂     2-5份

助剂       3-6  份   

其中：所述的耐火材料为石英、锆英粉及硅藻土的混合物，并按石英：锆英粉：硅藻土=1:1.5:1的重量比混合；所述的载体为水与异丙醇，所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚醋聚乙烯乳液、水溶性酚醛树脂或聚丙烯醇中的一种；所述的悬浮剂为羧甲基纤维素钠和钠基膨润土的混合物并按照羧甲基纤维素钠：钠基膨润土=1.2：1.5的重量比混合；所述的助剂包括表面活性剂、消泡剂及防腐剂；

所述的表面活性剂为脂肪醇聚乙烯醚或烷基苯磺酸或十二烷基苯磺酸钠；所述的消泡剂为有机硅、聚醚、有机硅氧烷或酰胺中的一种或几种；所述的防腐剂为福尔马林或氯酚钠。

2.根据权利要求1所述的铸造用高温耐磨涂料，其特征在于：所述的涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：15份，载体：22份，粘结剂：1份，悬浮剂：5份，助剂：4份。

3.根据权利要求1所述的铸造用高温耐磨涂料，其特征在于：所述的涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：17份，载体：25份，粘结剂：3份，悬浮剂：3份，助剂：6份。

4.根据权利要求1所述的铸造用高温耐磨涂料，其特征在于：所述的涂料按质量份数计包括以下组分：耐火材料：18份，载体：20份，粘结剂：2份，悬浮剂：2份，助剂：3份。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述铸造用高温耐磨涂料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）将悬浮剂和载体置于分散机中搅拌20-25mi，搅拌速度为250转/min；

（2）目测步骤（1）中搅拌的悬浮剂和载体的混合物呈浆状时加入耐火材料继续搅拌10-15min，然后依次将粘结剂和助剂在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为350转/min，搅拌时间20-25min，即可得铸造用高温耐磨涂料。