CN105750481B - 一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造用涂料领域，特别涉及一种能够防止大型铸钢件发生橘皮缺陷的铸造用水基涂料。该水基涂料，含有耐高温组分、烧结组分和隔热组分，具体包括如下成分：碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土、石棉纤维、无机悬浮剂、高温粘结剂和水。该水基涂料在钢水浇注温度下具有适度的烧结性能，能够降低高温下钢水对涂料层的冲刷，并抑制钢水渗透，从而消除了大型铸钢件造型材料铬矿砂的烧结共融现象，杜绝了大型铸钢件橘皮缺陷的产生，并且，涂料热导率低，具有良好的绝热性能，非常适用于铬铁矿砂铸型。

Description

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料

技术领域

本发明涉及铸造用涂料领域，特别涉及一种能够防止大型铸钢件发生橘皮缺陷的铸造用水基涂料。

背景技术

大型铸钢件材质合金元素较多，形状结构复杂、浇铸温度高、质量要求高。如果大型合金铸钢件的生产工艺控制不当，铸件表面很容易出现桔子皮状的缺陷，特别是对于以铬矿砂造型生产的铸钢件而言。其特征是表面有许多条状或块状凸起物。有的布及整个表面，严重时会连成一片，很难清理。它严重影响铸件的表面质量。

大型铸钢件产生橘皮的原因之一是涂料骨料搭配不合理，烧结点过低。铸钢件的造型砂为铬矿砂，其烧结点远远低于钢水浇注温度，如果涂料在浇注温度下发生严重烧结，将导致涂料层和铬矿砂发生共融想象，在钢水的冲刷下与其结合，附着在铸件表面。这种情况往往发生在纯锆英粉等烧结温度低的铸造涂料上面。

大型铸钢件产生橘皮的原因之二是涂料骨料搭配不合理，烧结点过高。如果涂料烧结性能差，在钢水浇注温度下，涂料不发生烧结成壳，涂料可能被冲刷而卷入钢水，涂层变薄，涂层隔热效果相应降低，继而导致外侧的铬矿砂过热而发生烧结，另外涂层变薄，钢水渗透倾向增大，与烧结的铬矿砂结合，形成橘皮。纯刚玉粉等难以烧结的铸造涂料常表现为此种状况。

由上可知，橘皮缺陷的产生与大型铸钢件生产中铬矿砂的局部过烧结相关。目前还没有克服此类缺陷的办法。

发明内容

本发明针对现有技术中涂料骨料搭配不合理导致烧结点过高或过低的问题，提供了适用于大型钢件的铸造水基涂料，特别适用于以铬矿砂造型生产的大型铸钢件，有效防止大型铸钢件的橘皮缺陷，提高铸件表面质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，含有耐高温组分、烧结组分和隔热组分，具体包括如下成分：碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土、石棉纤维、无机悬浮剂、高温粘结剂和水。

进一步的，所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述各成分的质量百分比为：碳酸锂3-7%、氧化硼0.5-1.5%、氟化钙1-3%、二氧化硅2-6%、碳化硅10-20%、氮化硼10-18%、硅藻土6-14%、石棉纤维6-10%、无机悬浮剂1.5-4.5%、高温粘结剂3-7%和水26-40%。

进一步的，所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述的烧结组分为碳酸锂、氧化硼、氟化钙和二氧化硅，这些物质能在高温下发生反应，适度烧结形成稳定层，提升涂料致密度，一方面能增加涂料层的高温耐冲刷性，保证涂层不至变薄，另一方面还能降低高温下钢水的渗透倾向。

进一步的，所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述的耐高温组分为碳化硅和氮化硼，具有耐火度高的特点，在钢水浇注温度下不发生烧结，在涂料中起分散并稀释烧结组分的作用，防止涂层过度烧结甚至液化。

进一步的，所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述的隔热组分为硅藻土和石棉纤维，具有非常低的热导率，通过引入低热导物质，能够增加涂料的高温绝热性能，涂层因此可以承受很大的温度梯度，防止铬矿砂等造型材料的过热共融现象的发生。

进一步的，所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述的无机悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、凹凸棒土中的一种以上；所述的高温粘结剂为硫酸盐、聚合磷酸盐中的一种以上，其中，聚合磷酸盐具体为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸二氢铝中的一种以上。

同时，本发明公开了一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）向分散釜中添加水，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂和高温粘结剂，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维，分散10分钟；

（3）向分散釜依次添加碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土，分散20分钟，即可得到防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料。

本发明的技术效果如下：

（1）该涂料在钢水浇注温度下具有适度的烧结性能，能够降低高温下钢水对涂料层的冲刷，并抑制钢水渗透，从而消除了大型铸钢件造型材料铬矿砂的烧结共融现象，杜绝了大型铸钢件橘皮缺陷的产生；

（2）该涂料热导率低，具有良好的绝热性能，非常适用于铬铁矿砂铸型。

具体实施方式

本发明针对现有技术中涂料骨料搭配不合理导致烧结点过高或过低的问题，提供了适用于大型钢件的铸造水基涂料，特别适用于以铬矿砂造型生产的大型铸钢件，有效防止大型铸钢件的橘皮缺陷，提高铸件表面质量。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，含有耐高温组分、烧结组分和隔热组分，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂3-7%、氧化硼0.5-1.5%、氟化钙1-3%、二氧化硅2-6%、碳化硅10-20%、氮化硼10-18%、硅藻土6-14%、石棉纤维6-10%、无机悬浮剂1.5-4.5%、高温粘结剂3-7%和水26-40%。其中，烧结组分为碳酸锂、氧化硼、氟化钙和二氧化硅，这些物质能在高温下发生反应，适度烧结形成稳定层，提升涂料致密度，一方面能增加涂料层的高温耐冲刷性，保证涂层不至变薄，另一方面还能降低高温下钢水的渗透倾向；耐高温组分为碳化硅和氮化硼，具有耐火度高的特点，在钢水浇注温度下不发生烧结，在涂料中起分散并稀释烧结组分的作用，防止涂层过度烧结甚至液化；隔热组分为硅藻土和石棉纤维，具有非常低的热导率，通过引入低热导物质，能够增加涂料的高温绝热性能，涂层因此可以承受很大的温度梯度，防止铬矿砂等造型材料的过热共融现象的发生；无机悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、凹凸棒土中的一种以上；高温粘结剂为硫酸盐、聚合磷酸盐中的一种以上，其中，聚合磷酸盐具体为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸二氢铝中的一种以上。

本申请还公开了一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）向分散釜中添加水，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂和高温粘结剂，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维，分散10分钟；

（3）向分散釜依次添加碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土，分散20分钟，即可得到防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料。

实施例一

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂5%、氧化硼1%、氟化钙2% 、二氧化硅4%、碳化硅15%、氮化硼14%、硅藻土10%、石棉纤维8%、无机悬浮剂3%、高温粘结剂5%、水33%。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）向分散釜中添加水330kg，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂30kg和高温粘结剂50kg，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维80kg，分散10分钟；

（3） 向分散釜依次添加碳酸锂50kg、氧化硼10kg、氟化钙20kg、二氧化硅40kg、碳化硅150kg、氮化硼140kg、硅藻土100kg，分散20分钟，可得。

实施例二

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂6%、氧化硼1%、氟化钙3% 、二氧化硅5%、碳化硅10%、氮化硼10%、硅藻土14%、石棉纤维10%、无机悬浮剂3%、高温粘结剂5%、水33%。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）向分散釜中添加水330kg，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂30kg和高温粘结剂50kg，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维100kg，分散10分钟；

（3） 向分散釜依次添加碳酸锂60kg、氧化硼10kg、氟化钙30kg、二氧化硅50kg、碳化硅100kg、氮化硼100kg、硅藻土140kg，分散20分钟，可得。

实施例三

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂4%、氧化硼1%、氟化钙1% 、二氧化硅2%、碳化硅17%、氮化硼18%、硅藻土10%、石棉纤维6%、无机悬浮剂3%、高温粘结剂5%、水33%。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）向分散釜中添加水330kg，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂30kg和高温粘结剂50kg，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维60kg，分散10分钟；

（3） 向分散釜依次添加碳酸锂40kg、氧化硼10kg、氟化钙10kg、二氧化硅20kg、碳化硅170kg、氮化硼180kg、硅藻土100kg，分散20分钟，可得。

实施例四

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂3%、氧化硼0.5%、氟化钙1% 、二氧化硅6%、碳化硅20%、氮化硼18%、硅藻土14%、石棉纤维6%、无机悬浮剂1.5%、高温粘结剂3%、水27%。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）向分散釜中添加水270kg，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂15kg和高温粘结剂30kg，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维60kg，分散10分钟；

（3） 向分散釜依次添加碳酸锂30kg、氧化硼5kg、氟化钙10kg、二氧化硅60kg、碳化硅200kg、氮化硼180kg、硅藻土140kg，分散20分钟，可得。

实施例五

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，具体各成分的质量百分比为：碳酸锂7%、氧化硼1.5%、氟化钙3% 、二氧化硅2%、碳化硅10%、氮化硼10%、硅藻土6%、石棉纤维10%、无机悬浮剂4.5%、高温粘结剂7%、水39%。

一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）向分散釜中添加水390kg，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂45kg和高温粘结剂70kg，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维100kg，分散10分钟；

（3） 向分散釜依次添加碳酸锂70kg、氧化硼15kg、氟化钙30kg、二氧化硅20kg、碳化硅100kg、氮化硼100kg、硅藻土60kg，分散20分钟，可得。

以上对本发明所提供的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (3)

1.一种防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，含有耐高温组分、烧结组分和隔热组分，具体包括如下成分：碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土、石棉纤维、无机悬浮剂、高温粘结剂和水；其中，所述各成分的质量百分比为：碳酸锂3-7%、氧化硼0.5-1.5%、氟化钙1-3%、二氧化硅2-6%、碳化硅10-20%、氮化硼10-18%、硅藻土6-14%、石棉纤维6-10%、无机悬浮剂1.5-4.5%、高温粘结剂3-7%和水26-40%。

2.如权利要求1所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料，其特征在于，所述的无机悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、凹凸棒土中的一种以上；所述的高温粘结剂为硫酸盐、聚合磷酸盐中的一种以上，其中，聚合磷酸盐具体为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸二氢铝中的一种以上。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）向分散釜中添加水，然后高速搅拌下添加无机悬浮剂和高温粘结剂，分散10分钟；

（2）向分散釜添加石棉纤维，分散10分钟；

（3）向分散釜依次添加碳酸锂、氧化硼、氟化钙、二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅藻土，分散20分钟，即可得到防止大型铸钢件橘皮缺陷的水基涂料。