CN104475668A - 一种方石英/石墨复合的铸造涂料及其制作方法 - Google Patents

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孙晓庆
章志海
沃承立
刘凡
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Abstract

本发明公开了一种方石英/石墨复合的铸造涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：方石英65-70、钾长石15-19、石墨35-50、壳聚糖0.5-0.8、硅灰石粉1-3、环氧大豆油3-5、硬脂酸钠0.4-0.7、碳酸锌0.3-0.9、水玻璃2-4、硅酸乙酯4-8、乙醇50-65、助剂4-7；本发明具有成本低、工艺简单、透气性佳、悬浮性好、涂层浇注后体积膨胀变化小、铸件表面光洁涂层能自动脱壳等优点。

Description

一种方石英/石墨复合的铸造涂料及其制作方法
技术领域
本发明涉及铸造涂料领域，具体涉及一种方石英/石墨复合的铸造涂料及其制作方法。
背景技术
铸造涂料是指用来涂敷在型腔或砂芯表面，以改变其表面耐火度、化学稳定性、抗金属冲刷性、抗粘砂性等性能的铸造辅助材料，它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、悬浮剂、载体、粘结剂及特殊添加剂等组成。作用于铸件时要求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，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。铸造涂料种类繁多，大体可以分为两类：水基涂料和醇基涂料。其中醇基涂料在涂覆后经点燃既可固化，不需烘干，能缩短生产周期，简化工艺，减少烘干设备投资，是被铸造界广为使用的一种快干涂料，已广泛应用于钢、铁、有色铸件的生产中。
然而现有技术中醇基铸造涂料有诸多缺陷，比如：悬浮稳定性较差、在长途运输和存放过程中易分层、耐高温性能较差、硬度低、化学稳定性差、抗金属冲刷性能低、抗粘砂性弱等，使得醇基铸造涂料功能单一，无法满足大规模的工业化生产。
发明内容
本发明的目的就是提供一种方石英/石墨复合的铸造涂料及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种方石英/石墨复合的铸造涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：方石英65-70、钾长石15-19、石墨35-50、壳聚糖0.5-0.8、硅灰石粉1-3、环氧大豆油3-5、硬脂酸钠0.4-0.7、碳酸锌0.3-0.9、水玻璃2-4、硅酸乙酯4-8、乙醇50-65、助剂4-7。
所述的助剂由下列重量份原料制成：草木灰15-17、石墨85-100、冰晶石 20-25、环糊精1.4-3.6、天然漆片2.4-3.8、乙醇25-30、锂基膨润土1-2、纳米碳化硅0.7-1.3、氧化铁粉2.1-3.6、纳米碳酸钙3-5、甲壳素0.9-2.1、纸浆12-17、适量水，其制备方法是将石墨、冰晶石放入煅烧炉中在550-680℃下煅烧2-3小时，取出，放入8-12％的盐酸溶液中浸泡4-5小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，加水搅拌成浆，同时，加入氧化铁粉、纳米碳酸钙研磨，喷雾干燥制得干燥粉；将环糊精、天然漆片加入到乙醇中加热搅拌溶解，加入草木灰、锂基膨润土、纳米碳化硅高速搅拌10-20分钟，直至细度达到50μm以下得到改性的锂基膨润土；将干燥粉、改性锂基膨润土、甲壳素、纸浆加适量水研磨造粒，烘干即得。
所述的一种方石英/石墨复合的铸造涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将钾长石放入炭化炉中在470-580℃下煅烧处理3-4小时，取出，放入10-12％的盐酸溶液中浸泡3-6小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，喷洒环氧大豆油搅拌均匀制得改性的钾长石粉；
(2)将上述步骤制得的改性钾长石粉与硅灰石粉、1/4重量的乙醇一起搅拌成浆并加热至100-120℃，加入硅酸乙酯、壳聚糖保持温度搅拌1-2小时，冷却至50-60℃加入硬脂酸钠研磨30-40分钟，喷雾干燥制得干燥粉；
(3)将方石英、石墨粉碎投入反应釜中，加入碳酸锌和剩余量的乙醇搅拌研磨10-15分钟，再加入步骤(2)产物、水玻璃、助剂，同时将反应釜温度缓慢升至75-85℃，保持温度搅拌20-40分钟，研磨直至细度达到50μm以下即可。
本发明有以下有益效果：
本发明具有成本低、工艺简单、透气性佳、悬浮性好、涂层浇注后体积膨胀变化小、铸件表面光洁涂层能自动脱壳等优点，使用本发明的产品能效防止和减少铸件表面粘砂、夹砂、砂眼等缺陷，降低铸件表面粗糙度，提高铸件的成品率，它广泛应于金属的铸造加工。
具体实施方式
所述的一种方石英/石墨复合的铸造涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：方石英66、钾长石15、石墨35、壳聚糖0.5、硅灰石粉1、环氧大豆油3、硬脂酸钠0.4、碳酸锌0.3、水玻璃2、硅酸乙酯4、乙醇50、助剂4。
所述的助剂由下列重量份原料制成：草木灰16、石墨87、冰晶石23、环糊精1.4、天然漆片2.4、乙醇25、锂基膨润土1、纳米碳化硅0.7、氧化铁粉2.6、纳米碳酸钙3、甲壳素0.9、纸浆12、适量水，其制备方法是将石墨、冰晶石放入煅烧炉中在550-680℃下煅烧2-3小时，取出，放入8-12％的盐酸溶液中浸泡4-5小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，加水搅拌成浆，同时，加入氧化铁粉、纳米碳酸钙研磨，喷雾干燥制得干燥粉；将环糊精、天然漆片加入到乙醇中加热搅拌溶解，加入草木灰、锂基膨润土、纳米碳化硅高速搅拌10-20分钟，直至细度达到50μm以下得到改性的锂基膨润土；将干燥粉、改性锂基膨润土、甲壳素、纸浆加适量水研磨造粒，烘干即得。
制作方法包括以下步骤：
(1)将钾长石放入炭化炉中在470-580℃下煅烧处理3-4小时，取出，放入10-12％的盐酸溶液中浸泡3-6小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，喷洒环氧大豆油搅拌均匀制得改性的钾长石粉；
(2)将上述步骤制得的改性钾长石粉与硅灰石粉、1/4重量的乙醇一起搅拌成浆并加热至100-120℃，加入硅酸乙酯、壳聚糖保持温度搅拌1-2小时，冷却至50-60℃加入硬脂酸钠研磨30-40分钟，喷雾干燥制得干燥粉；
(3)将方石英、石墨粉碎投入反应釜中，加入碳酸锌和剩余量的乙醇搅拌研磨10-15分钟，再加入步骤(2)产物、水玻璃、助剂，同时将反应釜温度缓慢升至75-85℃，保持温度搅拌20-40分钟，研磨直至细度达到50μm以下即可。
通过上述实施例加工得到的铸造涂料的技术指标如下：
(1)放置24小时涂料悬浮率：98.7％；
(2)涂层的常温透气性：12.5cm2·(kpa·min)-1；
(3)涂敷、烘干、冷却后涂层外观：无裂纹、无起泡和肉眼可见的针孔的均匀涂层。

Claims (2)

1.一种方石英/石墨复合的铸造涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：方石英65-70、钾长石15-19、石墨35-50、壳聚糖0.5-0.8、硅灰石粉1-3、环氧大豆油3-5、硬脂酸钠0.4-0.7、碳酸锌0.3-0.9、水玻璃2-4、硅酸乙酯4-8、乙醇50-65、助剂4-7；所述的助剂由下列重量份原料制成：草木灰15-17、石墨85-100、冰晶石20-25、环糊精1.4-3.6、天然漆片2.4-3.8、乙醇25-30、锂基膨润土1-2、纳米碳化硅0.7-1.3、氧化铁粉2.1-3.6、纳米碳酸钙3-5、甲壳素0.9-2.1、纸浆12-17、适量水，其制备方法是将石墨、冰晶石放入煅烧炉中在550-680℃下煅烧2-3小时，取出，放入8-12％的盐酸溶液中浸泡4-5小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，加水搅拌成浆，同时，加入氧化铁粉、纳米碳酸钙研磨，喷雾干燥制得干燥粉；将环糊精、天然漆片加入到乙醇中加热搅拌溶解，加入草木灰、锂基膨润土、纳米碳化硅高速搅拌10-20分钟，直至细度达到50μm以下得到改性的锂基膨润土；将干燥粉、改性锂基膨润土、甲壳素、纸浆加适量水研磨造粒，烘干即得。
2.根据权利要求1所述的一种方石英/石墨复合的铸造涂料的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将钾长石放入炭化炉中在470-580℃下煅烧处理3-4小时，取出，放入10-12％的盐酸溶液中浸泡3-6小时，过滤取出，用清水反复洗涤，烘干粉碎，喷洒环氧大豆油搅拌均匀制得改性的钾长石粉；
(2)将上述步骤制得的改性钾长石粉与硅灰石粉、1/4重量的乙醇一起搅拌成浆并加热至100-120℃，加入硅酸乙酯、壳聚糖保持温度搅拌1-2小时，冷却至50-60℃加入硬脂酸钠研磨30-40分钟，喷雾干燥制得干燥粉；
(3)将方石英、石墨粉碎投入反应釜中，加入碳酸锌和剩余量的乙醇搅拌研磨10-15分钟，再加入步骤(2)产物、水玻璃、助剂，同时将反应釜温度缓慢升至75-85℃，保持温度搅拌20-40分钟，研磨直至细度达到50μm以下即可。
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