CN104588573A - 一种水基石墨润滑脱模剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有色金属铸造用润滑脱模剂，所采用的技术方案为：一种水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：其组成成分及重量比如下：石墨60-95%，有机分散剂0.1-5%，无机分散剂5-35%；本发明的优势在于，该脱模剂具有良好的润滑脱模性能，同时具有高温不分解、易脱模、铸件光滑平整，铸造过程中无烟、无火、无味、无粉尘，降低模具磨损，延迟模具寿命的优点。此外，该脱模剂成本低廉、制备工艺简单。

Description

一种水基石墨润滑脱模剂

技术领域

本发明涉及有色金属铸造用润滑脱模剂。

背景技术

脱模剂是铸造生产中不可或缺的辅料，脱模剂的选择和使用方法不当都直接或间接地影响压铸件的质量和生产效率，也会对生产环境造成较坏的影响。

脱模剂是在铸件与模具之间施加的一层隔离膜，防止成型的铸件在模具上粘着，使液态金属充填流畅，以便铸件很容易从模具中脱出，同时保证铸件表面质量和模具完好无损。针对铸造成型温度高、高温金属液体粘模性强的特点，好的脱模剂应具有如下性能：

（1） 润滑和脱模性能好。 即要求脱模剂对模具表面在高温下有足够的吸附强度，能在成形过程中形成完整的屏蔽层，并且有较低的摩擦系数；

（2）冷却和绝热性好。液态金属温度升高，再加上高压高速的冲刷，易使模具磨损加快，从而缩短使用寿命。好的脱模剂应具有高效降温作用和隔热作用，使模具在较低的温度下工作；

（3）润滑性能强。作为脱模剂必须具有良好的润滑性能，才能保证其润滑脱模性的发挥；

（4） 热和化学稳定性佳。 良好的稳定性即要求脱模剂在使用温度范围内不氧化、不燃烧，保持性能不变，不腐蚀模具，在模具表面不残留分解物。

此外，在使用过程中脱模剂不应产生有害气体及烟雾，无毒、安全、便于操作、成本较低等。

 一般来讲，水基石墨脱模剂至少由 3 种组分构成：基础材料、分散剂和水。基础材料可以认为是有效成分，最终发挥脱模润滑作用。所用材料一般为油、脂、蜡、聚合物及硅酮类物质。分散剂的作用是将上述材料以极细致的颗粒状均匀地分散于连续的水相中，形成稳定的悬浮液，水只做为载体。水基脱模剂使用时可用水稀释十几倍至上百倍，水含量一般占90% 左右。由于水的大量存在，故导致了与传统油基或溶剂基脱模剂在很多方面的不同。水基脱模剂的脱模作用依赖于喷涂后所沉积在型腔表面上厚度只有微米级的薄膜。因此在成分选择以及使用工艺上都有更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有水基石墨润滑脱模剂的不足，提供一种能降低铸件表面粗糙度、有效防止铸件粘砂、夹砂、砂眼等缺陷，具有提高铸件表面光洁度和模具清理简单方便的润滑脱模剂及其制备方法。所采取的技术方案为：

一种水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：其组成成分及重量比如下：

         石墨                  60-95%

         有机分散剂            0.1-5%

         无机分散剂            5-35% 。

   作为上述方案的优选方案之一，所述石墨为下列物质中的至少一种：该石墨为天然鳞片石墨、土状石墨、人造石墨，其粒度为2-100μm，优选为5-20μm。

石墨材料的熔点为3850土50°C，它具有足够的耐热性，待水分挥发以后形成一层致密的固体润滑膜，金属在模具中的流动性大大提高；这层膜隔离坯料和模具直接接触，并且起着坯料和模具之间的隔热作用。石墨粒度为2-100μm，优选为5-20μm，这种石墨粒度范围有利于形成理想的脱模层厚度，使铸件表面光滑平整。脱模层厚度太大，一方面脱模层内水分含量大，发气量大，容易产生鼓泡、气孔，而使铸件凹凸不平；另一方面，模具表面容易留下模垢，铸件有留痕。脱模层厚度太小，则容易产生粘模，拉伤、铸件斑点。

作为上述方案的优选方案之一，所述石墨比例优选为70-80wt%。

作为上述方案的优选方案之一，所述有机分散剂为下列物质中的至少一种：聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠、司盘-80。

作为上述方案的优选方案之一，所述有机分散剂比例小于或等于5wt%，优选为0.1-3wt%。

作为上述方案的优选方案之一，所述无机分散剂为下列物质中的至少一种：海泡石、膨润土、云母、硅藻土、硅酸镁铝。其比例小于或等于35wt%，优选为5-20wt%。这些物质具有层片状结构，有利于金属在模具中的流动，改善铸件的可脱模性；同时这些物质有利于石墨在水中的悬浮分散。

作为上述方案的优选方案之一，所述无机分散剂粒度为1-50μm，优选为5-20μm。

作为上述方案的优选方案之一，所述无机分散剂无机分散剂含有下列物质中的至少一种：氮化硼、炭黑、碳化硼二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、三氧化二铝、滑石粉，其比例小于或等于10wt%，优选为2-8wt%。

作为上述方案的优选方案之一，所述无机分散剂，粒度为20-200nm，优选为50-100nm。这些组分一方面均匀包覆在石墨颗粒表面，凸出的棱边能够磨碎流过的液态金属的表面氧化层，改善液态金属的流动性；另一方面。这些组分粒度相对较细，能够填充到脱模剂层中的石墨孔隙中，从而使铸件表面光滑。

本发明的优势在于，该脱模剂具有良好的润滑脱模性能，同时具有高温不分解、易脱模、铸件光滑平整，铸造过程中无烟、无火、无味、无粉尘，降低模具磨损，延迟模具寿命的优点。此外，该脱模剂成本低廉、制备工艺简单。该脱模剂特别适用于有色金属的低压浇铸和重力浇铸。

具体实施方式

实施例1，一种水基石墨润滑脱模剂，其组成成分及重量比如表1所示，并将本发明的水基脱模剂和现有技术分别用水稀释至20%的浆液，充分搅拌后用于铜件的重力铸造实验。表1考察石墨和无机分散剂不同配比对脱模效果的影响；表2考察有机分散剂对脱模效果的影响。

表1：

表2

表1结果表明，使用本发明脱模剂，脱模剂的石墨的比例为70-80wt%，无机分散剂比例为20-30wt%时，铸件表面光滑，模具表面平整、无模垢，脱模效果最优。使用现有技术的脱模剂，铸件表面粘模、痕迹、斑点；模具表面有模垢。

表2结果表明，本发明脱模剂的脱模效果优于现有技术中脱模剂，其中，脱模剂中的有机分散剂的比例为1.0-2.0wt%，脱模效果最优。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在本发明权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：其组成成分及重量比如下：

         石墨                  60-95%

         有机分散剂     0.1-5%

         无机分散剂        5-35%  。

2.根据权利要求1所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：所述石墨为下列物质中的至少一种：天然鳞片石墨、土状石墨、人造石墨，其粒度为2-100μm。

3.根据权利要求1所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：所述的有机分散剂为下列物质中的至少一种：聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠、司盘-80。

4.根据权利要求1所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于： 所述无机分散剂为下列物质中的至少一种：海泡石、膨润土、云母、硅藻土、硅酸镁铝，其重量百分比小于或等于35wt%。

5.根据权利要求1或4所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：所述无机分散剂粒度为1-50μm。

6.根据权利要求1所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：所述无机分散剂含有下列物质中的至少一种：氮化硼、炭黑、碳化硼二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、三氧化二铝、滑石粉，其比例小于或等于10wt%。

7.根据权利要求6所述的水基石墨润滑脱模剂，其特征在于：所述无机分散剂粒度为20-200nm。