CN104801659B - 一种自硬转移涂料及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种自硬转移涂料及其使用方法。本发明要解决的技术问题是现有的脱模剂易造成涂料不易涂覆，涂料转移率不高。本发明的技术方案是一种自硬转移涂料，包括脱模剂、涂料和固化剂；所述的脱模剂包括机械油和硅微粉；所述的涂料包括石英粉80～85份，高铝矾土15～20份，水玻璃15～25份，钠基膨润土2份，水50～60份；所述固化剂的质量为水玻璃的质量的15～30％。本发明还提供了所述自硬转移涂料的使用方法。采用本发明的自硬转移涂料浇铸过程中涂层不易开裂，铸件表面质量好，尺寸精度高；适用于铝、镁合金铸造技术领域。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种自硬转移涂料及其使用方法。
背景技术
铸造技术进步的标志是绿色环保、近净成型和适时生产。提高铸件的表面质量和尺寸精度，实现无切削，近净成型是铸造技术发展的必然趋势。传统的精密铸造技术都存在工艺复杂，成本高昂，制作周期长等问题。
转移涂料，是一种将涂料预先涂覆在模型或芯盒表面，然后填砂造型或制芯，从而将涂料层转移到砂型或型芯表面的新型铸造涂料。
利用转移涂料的方法可以有效解决以上问题，其技术特点不仅在于可以完善地复制出模样或芯盒的表面形状，而且不存在刷痕、流淌、堆积等涂料表面缺陷，完全可以通过砂型铸造获得精密光洁的铸件，而其成本仅相当于或略高于普通砂型铸造，且铸件大小不受限制。
日本小松制作等所提出的K—Y法工艺过程如下：首先在喷涂有分型剂并已预热的金属芯盒上涂敷粉状涂料，然后加入树脂覆膜砂，加热固化后由顶杆将壳型顶出。在壳型上，涂料已由芯盒内表面转移到树脂覆膜砂壳型表面形成了光洁的铸型表面。然而，此法采用的粉状涂料和所能制造的型芯形状都受限制，所以难以推广。
潘嘉祺等研究了以水玻璃为粘结剂的水基石墨涂料，发明了一种使固化时间可控和涂料强度提高的新方法。但是石墨作为工厂中的污染物，对工人身体健康不利，不应使用。
胡克潮等研究了以模数为2.2-2.4水玻璃为粘结剂的水基涂料，该涂料采用了260～280目石英粉为耐火骨料，该涂料具有成本低廉，使用方便的特点，但所使用水玻璃模数低，使涂层强度不足，且由单一的材料组成涂料的骨料不仅影响涂层强度，而且直接影响防止粘砂的效果，影响涂料的涂覆性能。
熊小青等研究了以201甲基硅油为脱模剂的自硬型非占位涂料，但单纯的油状脱模剂易造成涂料不易涂覆，涂料转移率不高，进而影响涂料表面质量，最终影响到尺寸精度和表面粗糙度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的脱模剂易造成涂料不易涂覆，涂料转移率不高。
本发明的技术方案是一种自硬转移涂料，包括脱模剂、涂料和固化剂；所述的脱模剂包括机械油和硅微粉；所述的涂料包括石英粉80～85份，高铝矾土15～20份，水玻璃15～25份，钠基膨润土2份，水50～60份；所述固化剂的质量为水玻璃的质量的15～30％。
具体的，所述固化剂为丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯按质量比1︰1混合后使用。
具体的，所述硅微粉粒度为600目，SiO2含量>99.5％，白度70～94。
具体的，所述石英粉粒度为260～325目。
具体的，所述高铝矾土粒度为260～325目。
优选的，所述石英粉粒度为270目；高铝矾土粒度为325目。
具体的，所述水玻璃模数为2.7～3.0，波美度为40～43。
具体的，所述钠基膨润土粒度为320目。
本发明还提供了所述自硬转移涂料的使用方法，包括如下步骤：
a、先将机械油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.1～0.15毫米，涂敷率100％，而后涂抹硅微粉，厚度为0.1～0.15毫米，涂敷率为100％，而后将多余的硅微粉吹掉，脱模剂涂覆完成；
b、先将80～85份石英粉、15～20份高铝矾土和2份钠基膨润土加入到搅拌机中搅拌10分钟，再将水15～25份玻璃和50～60份水倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
c、将丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯按质量比1︰1混合得到固化剂，固化剂的质量为水玻璃的质量的15～30％；再将固化剂与步骤b混合的涂料迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1～1.5毫米，最后填砂造型，硬化25～50分钟起模。
具体的，步骤c中填砂造型所使用的型砂为粒度40～140目的有机酯自硬水玻璃砂。
本发明中，固化剂的成分需分开保存，使用时才混合。
本发明的有益效果：
1.本发明采用烧结复合型白色耐火骨料，石英粉作为主要耐火骨料，提高涂层耐火度，高铝矾土的加入有助于提高涂层抗冲击强度。脱模剂作为提高转移率和降低脱膜力的关键，常常单独作用，本发明中，机械油保证了涂料外层的表面平整光滑，保证了优良的表面粗糙度，同时降低了脱模力，促使涂料的转移率趋近100％，内层的硅微粉是为涂料的涂覆提供了一层壳状表层，在高温浇注过程中，硅微粉烧结成更为致密的壳状物质，促使涂层强度进一步增加，避免涂料层因金属液冲击而造成破损，实现了脱模剂与涂层的相互作用。粘结剂采用模数为2.7-3.0的水玻璃，进一步提高了涂料在高温下的粘结强度，有助于涂料转移，脱模剂则采用油状脱模剂与粉状脱模剂结合的方法，有效降低了涂料与模具之间的结合强度，提高了涂料转移率，转移率大于98％，钠基膨润土的加入旨在提高涂料的悬浮性，使涂料24小时悬浮性大于98％，涂料密度为1.6-1.7g/cm3。浇铸过程中涂层不易开裂，铸件表面质量好，尺寸精度高。本发明涂料的密度，悬浮性以及转移率均能满足涂料的基本要求；
2.本发明工艺简单，操作方便，成本低廉，方便推广；
3.本发明没有石墨的加入，避免的以此带来的环境污染，优化了工作环境；
4..本发明适用于铝、镁合金铸造技术领域。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1采用本发明的自硬转移涂料进行铸造
若所用原料按照以下重量配比：铝矾土100份、水玻璃20份、水35份、901固化剂1份。
脱模剂采用硬脂酸钙。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
将硬脂酸钙用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.1毫米，涂敷率100％，而后将多余的硬脂酸钙吹掉，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1毫米，最后填砂造型，硬化25分钟起模；
悬浮率为24小时85％，转移率为90％，高温抗裂性为II级，铸件表面粗糙度达到Ra6.3-12.5μm，铸件精度为CT8-9级。
若所用原料按照以下重量份配比：石英粉80份、高铝矾土20份、水玻璃20份、钠基膨润土2份、水50份；固化剂6份(丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯各3份)。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
先将机械油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.1毫米，涂敷率100％，而后涂抹硅微粉，厚度为0.15毫米，涂敷率为100％，而后将多余的硅微粉吹掉，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1毫米，最后填砂造型，硬化25分钟起模；
悬浮率为24小时99％，转移率为100％，高温抗裂性为I级，铸件表面粗糙度达到Ra1.6-3.2μm，铸件精度为CT6-7级。
实施例2采用本发明的自硬转移涂料进行铸造
若所用原料按照以下重量配比：高铝矾土90份、滑石粉10份、凹凸土棒1份，水玻璃12份、水30份、800固化剂2份。
脱模剂采用钙基润滑脂。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
将钙基润滑脂用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.15毫米，涂敷率100％，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1.2毫米，最后填砂造型，硬化35分钟起模；
悬浮率为24小时89％，转移率为90％，高温抗裂性为II级，铸件表面粗糙度达到Ra6.3-12.5μm，铸件精度为CT8-9级。
若所用原料按照以下重量份配比：石英粉80份、高铝矾土20份、水玻璃15份、钠基膨润土2份、水55份；固化剂3份(丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯各1.5份)。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
先将机械油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.15毫米，涂敷率100％，而后涂抹硅微粉，厚度为0.1毫米，涂敷率为100％，而后将多余的硅微粉吹掉，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1.2毫米，最后填砂造型，硬化35分钟起模；
悬浮率为24小时98％，转移率为99％，高温抗裂性为I级，铸件表面粗糙度达到Ra1.6-3.2μm，铸件精度为CT6-7级。
实施例3采用本发明的自硬转移涂料进行铸造
若所用原料按照以下重量配比：锆英粉75份、莫来石25份、水玻璃20份、丙三醇二乙酸酯2份。
脱模剂采用甲基硅油。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
将甲基硅油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.13毫米，涂敷率100％，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1.5毫米，最后填砂造型，硬化50分钟起模；
悬浮率为24小时85％，转移率为88％，高温抗裂性为I级，铸件表面粗糙度达到Ra6.3-12.5μm，铸件精度为CT8-9级。
若所用原料按照以下重量份配比：石英粉85份、高铝矾土15份、水玻璃25份、钠基膨润土2份、水60份；固化剂7.5份。
转移涂料在铸造应用中的方法，应按照以下步骤：
先将机械油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.13毫米，涂敷率100％，而后涂抹硅微粉，厚度为0.1毫米，涂敷率为100％，而后将多余的硅微粉吹掉，脱模剂涂覆完成；
按照先加粉料后加液体的顺序加入，先将粉料加入搅拌机中搅拌10分钟，然后将液体倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
然后混合涂料部分和固化剂部分，迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1.5毫米，最后填砂造型，硬化50分钟起模；
悬浮率为24小时98％，转移率为98％，高温抗裂性为I级，铸件表面粗糙度达到Ra1.6-3.2μm，铸件精度为CT6-7级。
Claims (8)
1.一种自硬转移涂料，其特征在于：包括脱模剂、涂料和固化剂；所述的脱模剂包括机械油和硅微粉；所述的涂料包括石英粉80～85份，高铝矾土15～20份，水玻璃15～25份，钠基膨润土2份，水50～60份；所述固化剂由质量比为1:1的丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯组成，固化剂质量为水玻璃质量的15～30％；所述水玻璃模数为2.7～3.0，波美度为40～43。
2.如权利要求1所述的自硬转移涂料，其特征在于：所述硅微粉粒度为600目，SiO2含量>99.5％，白度70～94。
3.如权利要求1所述的自硬转移涂料，其特征在于：所述石英粉粒度为260～325目。
4.如权利要求1所述的自硬转移涂料，其特征在于：所述高铝矾土粒度为260～325目。
5.如权利要求3或4所述的自硬转移涂料，其特征在于：所述石英粉粒度为270目；高铝矾土粒度为325目。
6.如权利要求1所述的自硬转移涂料，其特征在于：所述钠基膨润土粒度为320目。
7.权利要求1～6任一项所述自硬转移涂料的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、先将机械油用刷子均匀的刷于模具表面，厚度为0.1～0.15毫米，涂敷率100％，而后涂抹硅微粉，厚度为0.1～0.15毫米，涂敷率为100％，而后将多余的硅微粉吹掉，脱模剂涂覆完成；
b、先将80～85份石英粉、15～20份高铝矾土和2份钠基膨润土加入到搅拌机中搅拌10分钟，再将水15～25份玻璃和50～60份水倒入搅拌机中搅拌15分钟，最后出料，涂料部分完成；
c、将丙三醇三乙酸酯与丙三醇二乙酸酯按质量比1:1混合得到固化剂，固化剂的质量为水玻璃的质量的15～30％；再将固化剂与步骤b混合的涂料迅速搅拌均匀，将其用刷子均匀的刷到涂有脱模剂的模具上，涂覆涂料过程应在4分钟内完成，厚度为1～1.5毫米，最后填砂造型，硬化25～50分钟起模。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤c中填砂造型所使用的型砂为粒度40～140目的有机酯自硬水玻璃砂。
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