CN1050551C - 离心铸造管型涂料 - Google Patents

Abstract

一种离心铸造管型涂料，其组成及其重量比是：100份基料、100～120份水、5～8份膨润土、0.15～0.3份Na₂CO₃、还可加入0.1～0.3份阴离子表面活性剂，其中，基料是硅藻土和石英粉，基料采用计算重量，其余组分采用实际重量，基料的计算重量与其实际重量之间的关系为：W(计)_硅藻土＝3W(实)_硅藻土，W(计)_石英粉＝W(实)_石英粉，该涂料具有很好的悬浮性、低的发气性、很好的脱模性及抗铁水冲刷性能和绝热耐火性能。

Description

离心铸造管型涂料

本发明涉及涂料领域，更准确地说是涉及离心铸造生产中使用的管型涂料。

在离心铸造生产中，如离心铸管，每生产一根铸管要喷一次涂料，涂料喷涂在180～300℃的铸型内腔，水分被铸型高温蒸发，在铸型内表面就会留下一层均匀的涂层，该涂层的作用是保证高温金属液流过并覆盖整个管身时不致发生过早凝固；该涂料要求具有润滑功能使得拨管容易。此外涂料还直接影响到铸管的表面和内在质量，它能调节铸管的冷却速度，确保达到所要求的组织和性能。特别是适宜的离心铸造管型涂料能在铸态得到具有优良性能的铁素体球墨铸铁管，即热模法离心球墨铸铁管。涂料最显著的作用是可以大大延长铸型寿命，因为加有适当厚度的绝热耐火涂层，可大大降低浇注成型时铸型内腔的工作温度，使工作面温度低于铸型材料的相变温度，不致因相变而引起铸型材料晶体结构的改变，从而也就避免了因相变而引起的体积骤变，改善了铸型的工作条件，有效地延长了铸型的使用寿命。可见，在离心铸造生产中，涂料是其关键技术。

离心铸造管型涂料是由基料(绝热耐火粉料)、载体、悬浮剂、粘结剂和助剂组成的。基料是形成涂层的主要物质，要求同时具有高的耐火性和良好的绝热性能。即既要有高的耐火度，高的熔点，又要有低的导热系数。

在离心铸管生产中，每生产一根铸管要喷一次涂料，喷涂的频率很高，涂料从涂料罐到喷枪要经过较长距离的输送管道，不仅要求涂料在涂料罐内不沉淀，而且在较长距离的输送管道中也不会因沉淀而堵塞管道。因此，涂料中需要有悬浮剂、粘结剂以提高涂料的悬浮稳定性。

为了降低涂料的表面张力，使涂料容易在管模内表涂挂均匀，提高铸管的表面质量，使涂料具有某些特性，需要加入助剂。

涂料配方中的载体一般是水。

中国专利CN87101565(1988年)公开的离心铸造金属型涂料以是Al₂O₃为耐火基料，HP₃PO₄、Al(OH)₃、铬酐为粘结剂的水基涂料，用于离心铸造轧辊取得了表面光洁无涂层粘附的效果，但该种涂料首先需要将粘结剂加热沸腾20分种后才能配制，且Al₂O₃基料导热性较好，不能满足铸态离心球铁管对涂料的要求。美国专利US4319925(1982年)公开的是以氧化锆为主耐火基料的金属型涂料，但氧化锆和Al₂O₃粉料的导热系数比硅藻土和石英粉大，保温绝热性差，无法用作热模法铸态球铁管的金属型涂料。日本用于离心铸管的涂料主要以硅藻土为基料，如日本特许公报昭60-45978(1985年)在硅藻土中加入Na₂CO₃后再进行高温(高于800℃)焙烧，在硅藻土表面得到玻璃状的薄膜以防止吸收大气中的水分，这种予处理浪费能源，且工序复杂。日本特许公报昭58-19376(1983年)公开了以石英、锆英粉、铝钒土为耐火粉料，硅藻土、蛭石粉为绝热粉料及沸石族粉料为基料的离心铸造用复合涂料，这种涂料对管模的附着性差、高温强度低且易产生针孔缺陷。日本特许公报昭56-28615(1981年)公开的是以硅藻土为主基料的离心铸管涂料，其粘结剂、悬浮剂为膨润土和水玻璃，并加MgO作为脱模剂，这种涂料灼减量大，易使铸管产生气孔缺陷。

综上所述，现有的离心铸造管型涂料存在如下缺陷：

1.目前离心铸造生产球铁管时，为了达到球化与石墨化，一般都要进行复杂的球化处理，其处理方法不仅工序复杂，而且不能在铸态获得所要求的铁素体组织。

2.现有涂料存在表面张力大，喷涂雾化效果不佳等缺陷。

3.现有涂料脱模性较差。

本发明的目的是要提供一种具有良好的悬浮性、低的发气性、良好的脱模性及一定的抗铁水冲刷性能并具有良好的绝热耐火性能的离心铸造管型涂料。

本发明的目的还在于提供一种离心铸造管型涂料，可在铸态获得所要求的铁素体组织，即得到铸态铁素体球墨铸铁管。

本发明的离心铸造管型涂料以硅藻土和石英粉或其一作为基料，既保持石英粉耐火度高的特点，又保持硅藻土绝热性能好的特点。

本发明涂料所用的悬浮剂粘结剂是膨润土，为了提高离心铸造管型涂料的悬浮稳定性，本发明中的膨润土都经活化处理，即在涂料中加入Na₂CO₃，以提高膨润土的悬浮粘结性能。

本发明的涂料中还可加入表面活性剂，以降低涂料的表面张力，使涂料容易在管模内表涂挂均匀，提高铸管的表面质量。本发明中的表面活性剂是阴离子型表面活性剂，例如烷基苯磺酸盐(ABS，LAS)、烷基磺酸盐及硫酸酯盐等。

本发明的涂料以水为载体，其配方如下(重量比)

              基料(计算重量)      100

              水                  100～120

              膨润土              5～8

              Na₂CO₃           0.15～0.3

              表面活性剂          0.1～0.3

在上述的离心铸造管型涂料中，基料采用计算重量，其余组分采用实际重量。涂料中的两种基料可以以任意比例混合后作为基料。

硅藻土中含有有机物及3.5～8％的结晶水，所以在使用时应购买硅藻土基料，即已经去除了有机物及结晶水的粉料。

两种基料混合作为基料时，其重量份额以其计算重量值确定，即

         计算重量W(计)_硅藻土+W(计)_石英粉＝100。

本发明离心铸造管型涂料组成中的两种基料计算重量与其实际重量之间的关系为：

         W(计)_硅藻土＝3W(实)_硅藻土

         W(计)_石英粉＝W(实)_石英粉

式中W(计)表示计算重量，W(实)表示实际重量。

若基料仅仅由一种粉料组成，则另一种粉料的计算重量为0。

本发明离心铸造管型涂料的配制方法是：首先将膨润土、Na₂CO₃及表面活性剂粉料混匀后加入到水中，充分搅拌后静置24小时，再将基料加入充分搅拌均匀即可使用。

本发明提供的离心铸造管型涂料，可用于各种离心铸管，包括热模法铁素体离心球墨铸铁管、离心灰铸铁管、离心排水管及各种离心铸造的钢管，亦可用于各种离心铸造的套筒类零件，包括铸铁和有色金属汽缸套。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明提供的离心铸造管型涂料，其配方中的基料具备了高的耐火性和良好的绝热性能，从而可以有效地控制铁水的冷却速度，使在铸态得到所要求的铁素体组织，即得到铸态铁素体球墨铸铁管。

(2)在本发明中，表面活性剂的加入，大大降低了涂料的表面张力，增大了涂料管模型壁的润湿角，即降低了涂料与管模之间的界面张力，使得涂料容易涂挂在铸型内表面，形成均匀致密的涂层，从而提高了铸管的表面质量。

(3)在本发明中，表面活性剂的加入大大提高了涂料的润滑性能，使得铸管容易从管型内拔出，即涂料脱模性优越。

(4)本发明提供的离心铸造管型涂料，发气量低，不易产生气孔缺陷，而且抗铁水冲刷性能好。

下面通过实施例进一步详述本发明。

实施例1

涂料的配方如下：

      硅藻土                                    33.3kg

      水                               110Kg

      膨润土                           5Kg

      Na₂CO₃                        0.2Kg

      十六醇硫酸酯钠盐                 0.1Kg

配制方法是：首先将膨润土、Na₂CO₃及十六醇硫酸酯钠盐粉料混匀后加入到水中，充分搅拌后静置24小时，再将硅藻土加入充分搅拌均匀即可使用。

将按上述配方配制的离心铸造管型涂料，用压缩空气雾化后喷涂在转速为1000rpm的合金钢铸型内，干燥后涂层厚1.5mm。所生产的铸态铁素体球墨铸铁管，其表面无气孔，铸型内无涂层粘附。

实施例2

 涂料的配方如下：

     石英粉                         100Kg

     水                             115Kg

     膨润土                         5.2Kg

     Na₂CO₃                      0.25Kg

     十六烷基磺酸钠                 0.15Kg

配制方法是：首先将膨润土、Na₂CO₃及十六烷基磺酸钠粉料混匀后加入到水中，充分搅拌后静置24小时，再将石英粉加入充分搅拌均匀即可使用。

将按上述配方配制的离心铸造管型涂料，用压缩空气雾化后喷涂在转速为1100rpm的低碳钢铸型内，干燥后涂层厚0.8mm。所生产的铸铁排水管，壁厚均匀、表面无气孔、拔管容易。

实施例3

涂料的配方如下：

    硅藻土                          16.7Kg

    石英粉                          50Kg

    水                              100Kg

    膨润土                          8Kg

    Na₂CO₃                       0.2Kg

    十二烷基苯磺酸钠                0.2Kg

配制方法是：首先将膨润土、Na₂CO₃及十二烷基苯磺酸钠粉料混匀后加入到水中，充分搅拌后静置24小时，再将硅藻土、石英粉基料加入充分搅拌均匀即可使用。

将按上述配方配制的离心铸造管型涂料，用压缩空气雾化后喷涂在转速为1000rpm的合金钢铸型内，干燥后涂层厚1mm。所生产的灰铸铁离心压力管，其表面无气孔、容易脱模、铸型内无涂层粘附。

Claims (2)

1.一种离心铸造管型涂料，其特征在于组成及其重量比如下：

—基料          100

—水            100～120

—膨润土        5～8

-Na₂CO₃      0.15～0.3

其中基料是硅藻土和石英粉或其中一种，基料采用计算重量，其余组分采用实际重量，基料的计算重量与其实际重量之间的关系为

W(计)_硅藻土＝3W(实)_硅藻土

W(计)_石英粉＝W(实)_石英粉。

2.按照权利要求1的离心铸造管型涂料，其特征在于涂料中还加入0.1～0.3份重量的阴离子表面活性剂。