CN104550677A

CN104550677A - 铸铁消失模涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104550677A
Application number: CN201410774667.7A
Authority: CN
Inventors: 刘墨; 宋君广; 辛俊杰; 张进; 马林
Original assignee: SHILIN (LUOHE) METALLURGY EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHILIN (LUOHE) METALLURGY EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-04-29

Abstract

一种铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝0.1-15，氧化铁0.1-10，二氧化硅5-30，铝矾土2-20，石英砂10-50，锆英粉2-15，碳化硅0-10，钾长石0.5-10，硅溶胶0.1-5，膨润土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸镁锂0.01-5，焦磷酸钠0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳胶1-5，黄原胶0.1-8，BY粘结剂0.1-5，CMC？0.1-5，苯甲酸钠0.01-1，水30-200。本涂料具有优异的性能，涂层与消失模模型紧密结合，确保铸造精度和变性量，涂层在高温下发生轻微烧结，在表面形成十分微小的气孔，可以有效确保合成树脂受热分解产生的气体及时排除，降低内部缺陷。

Description

铸铁消失模涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸造涂料技术领域，具体涉及一种铸铁消失模涂料及其制备方法。

背景技术

随着铸造行业的快速发展，大型铸造和精密铸造与日俱增，铸件的尺寸、内部缺陷程度控制的愈加严格，加之环保理念深入人心，对铸造行业的环保性也提出了更高的要求。

传统铸造一般是砂型铸造，生产过程需要大量树脂砂、水玻璃砂，型砂多为树脂砂。在生产过程中，型砂难以回收再利用，生产时噪音较大，铸件复杂时需要大量的芯盒；浇注时呋喃树脂产生大量有害气体，芯盒在铁水的冲击下会发生部分位移，影响铸件的精度；后期清理产生大量粉尘，劳动环境恶劣，劳动强度大。

消失模铸造，是将合成树脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA）发泡塑料制作的模型填埋在型砂中。填埋型砂前消失模模型涂刷消失模涂料，并烘烤。浇注时，合成树脂发泡体发生碳化并被铁液分解为气体，低温下合成树脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA）有机物排放量仅占浇注铁液质量的0.3%，而砂型铸造为5%，消失模铸造产生的有机物排放时间短，地点集中，易收集。采用负压抽吸式燃烧净化处理，燃烧产物净化后对环境无公害，旧砂回收率达96%以上。与传统铸造相比：铸件外观光滑，无飞边毛刺，铸件精度高，简化铸造工艺；消除了因取模、合箱引起的制造缺陷，简化砂处理过程；生产过程污染轻，污染物易控制和集中处理，后期清理劳动强度低，易实现机械化、自动化和清洁生产。

消失模铸造近似精密铸造，其中的重点，在于消失模涂料，涂料涂在消失模模型上，经烘烤后，消失模具有一定强度，埋入型砂。浇注时，消失模分解为气体排除，消失模涂料外壳在高温下，形成坚固的壳体，隔离铁液与型砂的接触。从物理化学角度来讲，主要是利用一些高温稳定性很高的物质，通过物理隔绝来实现。但市面上的消失模涂料，大多是应用在铸件质量较小的消失模涂料，应用在大型铸造时，废品率较高、铸件内部缺陷较多、冒口或形状复杂处黏砂严重，而应用于大型铸件用消失模涂料价格又比较昂贵。基于现有商业涂料的缺点，研究高性能、低成本的水基涂料，是今后相关涂料发展的必然趋势。

发明内容

本发明提供一种铸铁消失模涂料及其制备方法，解决目前将小型铸件消失模涂料应用在大型铸造件时铸件内部缺陷较多、冒口或形状复杂处黏砂严重，废品率较高，改善目前大型铸件消失模涂料性价比不高的问题。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝0.1-15，氧化铁0.1-10，二氧化硅5-30，铝矾土2-20，石英砂10-50，锆英粉2-15，碳化硅0-10，钾长石0.5-10，硅溶胶0.1-5，膨润土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸镁锂0.01-5，焦磷酸钠0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳胶1-5，黄原胶0.1-8，BY粘结剂0.1-5，CMC 0.1-5，苯甲酸钠0.01-1，水30-200。

氧化铝、氧化铁、二氧化硅、铝矾土、石英砂、锆英粉、碳化硅、钾长石、硅溶胶、膨润土、凹凸棒土、焦磷酸钠、滑石粉、CMC、苯甲酸钠的粒度均为100-300目，硅酸镁锂为亚纳米粉料。

其制备方法具有如下步骤： ①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发； ②将水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠； ③硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶液； ④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。

相对于现有技术，本发明通过加入亚纳米硅酸镁锂、硅溶胶和活性氧化铝，使涂层产生一定程度的小尺寸效应，促进涂层的高温烧结，提高大型铸件产品的质量。

本发明涂料具有优异的性能，涂层与消失模模型紧密结合，确保铸造精度和变性量，涂层在高温下发生轻微烧结，在表面形成十分微小的气孔，可以有效确保合成树脂受热分解产生的气体及时排除，降低内部缺陷。经检测，使用本涂料，铸件1mm内最大增碳量小于0.01%。本发明施工方便，可以手刷或喷涂，涂层厚度达到2-3mm时，就能满足铸造过程的使用。本发明的涂料在长时间放置时呈凝胶型，触变性良好，在使用时稍加搅拌即可。

具体实施方式

本发明所述的铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝0.1-15，氧化铁0.1-10，二氧化硅5-30，铝矾土2-20，石英砂10-50，锆英粉2-15，碳化硅0-10，钾长石0.5-10，硅溶胶0.1-5，膨润土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸镁锂0.01-5，焦磷酸钠0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳胶1-5，黄原胶0.1-8，BY粘结剂0.1-5，CMC 0.1-5，苯甲酸钠0.01-1，水30-200。以上固体原料为100-300目。硅酸镁锂为亚纳米粉料。发明过程中发现，在夏天时，用水量较高。

其制备步骤如下： ①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发； ②将水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠； ③亚纳米硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶液； ④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。

实施例1：

铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝2kg，氧化铁0.5 kg，二氧化硅13 kg，铝矾土12 kg，石英砂20 kg，锆英粉4 kg，碳化硅1.5 kg，钾长石1.5 kg，硅溶胶3 kg，膨润土1.5 kg，凹凸棒土1.5 kg，亚纳米硅酸镁锂0.25 kg，焦磷酸钠0.03 kg，滑石粉1 kg，白乳胶4 kg，黄原胶0.5 kg，BY粘结剂1 kg，CMC1.5 kg，苯甲酸钠0.02 kg，水33.46 kg。

并按以下步骤制备： ①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发； ②将水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠； ③亚纳米硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶液； ④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。

实施例2：

铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝1.5 kg，氧化铁1 kg，二氧化硅5 kg，铝矾土3 kg，石英砂30kg，锆英粉5kg，碳化硅1kg，钾长石1kg，硅溶胶2kg，膨润土1kg，凹凸棒土1kg，亚纳米硅酸镁锂0.2kg，焦磷酸钠0.02kg，滑石粉2kg，白乳胶3kg，黄原胶0.3kg，BY粘结剂1.5kg，CMC1kg，苯甲酸钠0.02kg，水40.46kg。

制备方法同实施例1。

实施例3：

铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝5kg，氧化铁3kg，二氧化硅15kg，铝矾土2kg，石英砂10kg，锆英粉8kg，碳化硅5kg，钾长石2kg，硅溶胶0.1kg，膨润土1kg，凹凸棒土1kg，亚纳米硅酸镁锂2kg，焦磷酸钠0.4kg，滑石粉3kg，白乳胶1.5kg，黄原胶3kg，BY粘结剂0.1kg，CMC0.1kg，苯甲酸钠0.06kg，水37.74kg。

制备方法同实施例1。

实施例4：

铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝2kg，氧化铁2kg，二氧化硅8kg，铝矾土4kg，石英砂35kg，锆英粉3kg，碳化硅1kg，钾长石1kg，硅溶胶3kg，膨润土1.5kg，凹凸棒土0.5kg，亚纳米硅酸镁锂0.4kg，焦磷酸钠0.05kg滑石粉3kg，白乳胶1.5kg，黄原胶0.5kg，BY粘结剂0.5kg，CMC0.5kg，苯甲酸钠0.3kg，水33.15kg。

制备方法同实施例1。

其余实施例的配方如表1，制备方法同实施例1。

表1 实施例配方单位：kg

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种铸铁消失模涂料，其特征在于由以下重量份的原料组成：氧化铝0.1-15，氧化铁0.1-10，二氧化硅5-30，铝矾土2-20，石英砂10-50，锆英粉2-15，碳化硅0-10，钾长石0.5-10，硅溶胶0.1-5，膨润土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸镁锂0.01-5，焦磷酸钠0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳胶1-5，黄原胶0.1-8，BY粘结剂0.1-5，CMC 0.1-5，苯甲酸钠0.01-1，水30-200。

2.根据权利要求1所述的铸铁消失模涂料，其特征在于：氧化铝、氧化铁、二氧化硅、铝矾土、石英砂、锆英粉、碳化硅、钾长石、硅溶胶、膨润土、凹凸棒土、焦磷酸钠、滑石粉、CMC、苯甲酸钠的粒度均为100-300目，硅酸镁锂为亚纳米粉料。

3.一种根据权利要求1所述的铸铁消失模涂料的制备方法，其特征在于有如下步骤： ①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发； ②将水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠； ③硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶液； ④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。