CN105328114A - 一种模具铸造用耐火涂层 - Google Patents

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陈杰
陈智强
凌丽英
陈勇
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns

Abstract

本发明涉及一种模具铸造用耐火涂层，是由铝矾土，石英粉，刚玉份，硅藻土,滑石粉，冰晶石，CMC，聚乙烯醇，水玻璃，磷酸钠组成。本发明所述的耐火涂层适合于消失模铸造，透气性好，具有良好的润湿性和粘附性，耐高温，涂挂性佳，易干燥等特点。

Description

一种模具铸造用耐火涂层
技术领域
本发明涉及铸造领域，尤其涉及一种模具铸造用耐火涂层。
背景技术
模具铸造是铸造工装的一部分，是使铸件成型，获得所需铸件的必要装备。消失模铸造又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
因为泡沫塑料模造型后，四周被型砂所包覆。一方面，由于型砂是近似球型的，型砂与模型表面之间实际上是点接触，其界面处存在着许多微小的空隙；另一方面，浇注成型时高温金属液在负压的作用下，其穿透能力比普通砂型铸造要强得多，因此金属液极容易渗入这些空隙。如果泡沫塑料模型表面不使用耐火涂料，则一般得到的铸件表面往往存在大量的针状缺陷，导致产品严重粘砂。所以，消失模铸造时不论泡沫塑料模型表面多么光滑，都必须涂挂一层耐火涂料。
消失模铸造所用的造型材料一般是干砂，泡沫塑料模型被液态金属置换时，热分解产生的大量气体要通过干砂间空隙方能排出铸型外。然而，液态金属在负压的作用下很容易渗入干砂间的空隙而形成机械粘砂。为了避免产生机械粘砂，消失模模样表面必须涂挂一层耐火涂料。在铸型浇注过程中，这一层耐火涂料是介于金属液和型砂之间，对消失模模样的气化、金属液充填和铸件的形成等起着十分重要的作用：
(1)防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂。
(2)提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形。这是耐火涂料层在消失模铸造中的独特的作用。
(3)有助于消失模模样热分解气体的迅速排出。
此外，泡沫塑料不透气、热变形温度低（约700C左右）、对水的亲和力小、气化后的发气量大，这些特点决定了涂覆在它表面的耐火涂料应具备如下技术要求：
(1)涂层具有一定的透气性；
(2)具有良好的润湿性和粘附性；
(3)高温强度好；
(4)涂层干燥速度快
(5)涂层发气量小；
(6)涂料具有良好的涂挂性。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合于消失模铸造，透气性好，有良好的润湿性和粘附性，耐高温，涂挂性佳，易干燥的耐火涂层。
本发明的目的是通过下列的技术方案实现的：
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土40-60份，石英粉10-30份，刚玉份5-10份，硅藻土5-10份,滑石粉5-10份，冰晶石1-3份，CMC3-8份，聚乙烯醇1-3份，水玻璃3-8份，磷酸钠1-3份。
优选的：铝矾土45-50份，石英粉15-25份，刚玉份6-8份，硅藻土6-8份,滑石粉6-8份，冰晶石1-2份，CMC4-6份，聚乙烯醇1-2份，水玻璃4-6份，磷酸钠1-2份。
还包括0.1-0.2份表面活性剂。
所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚与环氧乙烷缩合物中的一种或几种。
还包括0.01-0.02份消泡剂。
所述消泡剂为正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种或几种。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述的耐火涂层适合于消失模铸造，透气性好，具有良好的润湿性和粘附性，耐高温，涂挂性佳，易干燥等特点。
2、本发明创造性的将多种耐火骨料相结合，与传统选用一种或两种材料作为耐火骨料的配方相比，其耐火度高，透气性、覆盖性、强度及韧性等各方面性能均表现优异，且在高温下可对模样热分解出的碳产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而消除皱皮等缺陷，更适合于消失模铸造。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述原料组成的：铝矾土4kg，石英粉3kg，刚玉份1kg，硅藻土1kg,滑石粉1kg，冰晶石0.1kg，CMC0.8kg，聚乙烯醇0.3kg，水玻璃0.3kg，磷酸钠0.1kg。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
实施例2
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述原料组成的：铝矾土6kg，石英粉1kg，刚玉份0.5kg，硅藻土0.5kg,滑石粉0.5kg，冰晶石0.3kg，CMC0.3kg，聚乙烯醇0.1kg，水玻璃0.8kg，磷酸钠0.3kg。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
实施例3
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述原料组成的：铝矾土4.5kg，石英粉2.5kg，刚玉份0.8kg，硅藻土0.6kg,滑石粉0.8kg，冰晶石0.1kg，CMC0.4kg，聚乙烯醇0.1kg，水玻璃0.6kg，磷酸钠0.1kg，脂肪醇聚氧乙烯醚0.02kg。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
实施例4
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述原料组成的：铝矾土5kg，石英粉1.5kg，刚玉份0.6kg，硅藻土0.8kg,滑石粉0.6kg，冰晶石0.2kg，CMC0.6kg，聚乙烯醇0.2kg，水玻璃0.4kg，磷酸钠0.2kg，烷基酚与环氧乙烷缩合物0.01kg，正丁醇0.001kg，正辛醇0.001kg。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
实施例5
一种模具铸造用耐火涂层，是由下述原料组成的：铝矾土5.5kg，石英粉2kg，刚玉份0.7kg，硅藻土0.7kg,滑石粉0.7kg，冰晶石0.2kg，CMC0.5kg，聚乙烯醇0.1kg，水玻璃0.5kg，磷酸钠0.2kg，正戊醇0.001kg。
其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
实验例1耐火涂层性能评价
1实验材料
对照组：铝矾土7kg，石英粉3kg，CMC0.3kg，聚乙烯醇0.1kg，水玻璃0.8kg；
实验组1：本发明实施例3；
实验组2：本发明实施例4；
实验组3：本发明实施例5。
2实验方法
2.1透气性
透气性用测定型砂透气性的STZ型直读式透气性测定仪测定，取3次测定结果的平均值。
2.2附着量和涂挂性
附着量的测量是将EPS泡沫塑料制成相同尺寸的长方体形状，首先称量出该泡沫塑料的质量，然后在涂料中浸渍两次，待涂料晾干后测定其质量，两次的质量差即为附着量，并且观察其表面脱落现象，可以得出涂挂性是否良好，根据其脱落程度可将涂挂性分为I、Ⅱ、Ⅲ三个等级，脱落最少的为I级，脱落最多的为Ⅲ级，依次是优，良，差的级别。
3实验结果
耐火涂层性能评价结果，见表1。
表1,耐火涂层性能评价结果
由表1可知，实验组1、2、3在透气性，附着量，涂挂性等方面，性能均优于对照组，尤其是实验组2和3，性能十分优越。

Claims (7)

1.一种模具铸造用耐火涂层，其特征在于，是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土40-60份，石英粉10-30份，刚玉份5-10份，硅藻土5-10份,滑石粉5-10份，冰晶石1-3份，CMC3-8份，聚乙烯醇1-3份，水玻璃3-8份，磷酸钠1-3份。
2.根据权利要求1所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于，是由下述重量份数的原料组成的：铝矾土45-50份，石英粉15-25份，刚玉份6-8份，硅藻土6-8份,滑石粉6-8份，冰晶石1-2份，CMC4-6份，聚乙烯醇1-2份，水玻璃4-6份，磷酸钠1-2份。
3.根据权利要求1或2所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于：还包括0.1-0.2份表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚与环氧乙烷缩合物中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于：还包括0.01-0.02份消泡剂。
6.根据权利要求5所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于：所述消泡剂为正丁醇、正戊醇、正辛醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1、2、4、6中任一项所述的模具铸造用耐火涂层，其特征在于：其制备方法为以水为载体，将各原料按比例混合均匀。
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