CN105817573A - 一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料及其制备方法 - Google Patents

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

Abstract

本发明公开了一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料，由下列重量份的原料制成：石英粉100‑102、改性淀粉0.9‑1.1、羧甲基纤维素0.9‑1.1、钠基膨润土2.4‑2.6、云母粉0.9‑1、四针状氧化锌晶须0.8‑0.9、硅溶胶0.9‑1.1、乙醇10‑13、水适量、高岭土1‑1.2、稀土茂金属0.2‑0.3、碳纤维0.6‑0.7、5‑7wt%氢氧化钠溶液10‑11。本发明通过将高岭土在氢氧化钠溶液中加热，使得高岭土的结构疏松，悬浮性提高，再加入稀土茂金属、碳纤维，使得稀土茂金属均匀分布在高岭土的表面和内部，以及碳纤维表面，在浇铸受热时稀土茂金属能够催化氧化有机物，提高透气性。

Description

一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及消失模涂料技术领域，尤其涉及一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料及其制备方法。
背景技术
消失模铸造是一种近无余量的铸造技术，而涂料是消失模铸造的关键点，涂料性能的优劣直接关系到铸件的品质。消失模涂料一般由耐火骨料、粘结剂、悬浮剂、载体、添加剂组成。石英粉作为廉价易得的耐火骨料在消失模铸造上得到广泛的应用，但因烧结性能较差，使其应用受到了一定的限制。而消失模涂料在设计之初的原则就是既要烧结、又要剥离。如果耐火骨料在浇注温度下烧结性能能较差，则不能形成足够量的液相。那么涂料无法形成致密且具有足够强度的烧结层，承受不住金属液在浇注时的冲刷、侵蚀作用，金属液可透过涂层侵蚀铸型，铸件易产生粘砂等缺陷。即使没有造成粘砂也容易产生涂层粘在铸件上不易剥离的现象。改善消失模涂料烧结性能的主要措施有：①引入合适的烧结助剂，利用烧结助剂形成的液相，达到加快物质扩散以促进烧结的目的；②由熔点各异的耐火骨料组成复合骨料，熔点降低且开始烧结的温度也随之降低。如果选择合适的复合骨料和配比，则可以使涂料在浇注温度下产生一定程度的烧结。本课题采用云母粉作为助烧结剂来改善石英基消失模涂料的烧结性能。《云母粉对石英基消失模涂料烧结性能的影响》一文研制了一种具有高耐火度和低烧结点的消失模涂料，该涂料具有良好的烧结性能和剥离性能。
但是云母在涂料中的分散性差、悬浮性差，易造成烧结后的抗弯强度不均匀，剥离性能也不均匀，而且云母成片状，会阻塞气孔，影响气体排出，造成铸件气孔现象，需要改进。
另外随着铸造技术的进步还需要改进涂料的硬度、致密性、高温强度、抗裂性、透气性、抗弯强度、抗流挂性、涂刷性能、烧结性等诸多问题。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料，由下列重量份的原料制成：石英粉100-102、改性淀粉0.9-1.1、羧甲基纤维素0.9-1.1、钠基膨润土2.4-2.6、云母粉0.9-1、四针状氧化锌晶须0.8-0.9、硅溶胶0.9-1.1、乙醇10-13、水适量、高岭土1-1.2、稀土茂金属0.2-0.3、碳纤维0.6-0.7、5-7wt%氢氧化钠溶液10-11。
所述含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅溶胶加入乙醇中，搅拌均匀，再加入云母粉搅拌均匀，加热至60-70℃，边搅拌边加入四针状氧化锌晶须，加热至70-75℃，超声分散3-4分钟，继续搅拌至乙醇挥发完毕，粉碎，过100-150目筛，得到改性云母粉；
（2）将高岭土加入5-7wt%氢氧化钠溶液中，加热至93-97℃，搅拌10-15分钟，再加入碳纤维、稀土茂金属，继续搅拌10-15分钟，调节pH值为中性，干燥，粉碎过200目筛，得到粉末；
（3）将改性淀粉、羧甲基纤维素、钠基膨润土加入水中，搅拌均匀，再加入所述的改性云母粉和所述粉末，搅拌均匀，得到混合物料；
（4）将所述混合物料与其他剩余物料混合成糊状，即得。
本发明的优点是：本发明使用硅溶胶、四针状氧化锌晶须对云母粉进行改性，在云母粉表面形成了纳米二氧化硅和和四针状氧化锌晶须，使得云母粉的分散稳定性提高，而且晶须可以提高云母粉与石英粉的粘结性，提高了抗裂性能，在烧结后有晶须支撑形成了均匀的气孔，促进气体排出，减少铸件气孔。通过将高岭土在氢氧化钠溶液中加热，使得高岭土的结构疏松，悬浮性提高，再加入稀土茂金属、碳纤维，使得稀土茂金属均匀分布在高岭土的表面和内部，以及碳纤维表面，在浇铸受热时稀土茂金属能够催化氧化有机物，促进气体的排出，提高透气性，稀土茂金属以高岭土和碳纤维为载体，能够均匀分散在涂料中，提高气孔的均匀性，得到的涂层均匀不易碎裂，防止钢液渗透，碳纤维起到骨架支撑作用，形成气体排出的通道，使得生成的气体快速排出，还能提高涂层的抗弯强度。
具体实施方式
一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料，由下列重量份（公斤）的原料制成：石英粉100、改性淀粉0.9、羧甲基纤维素0.9、钠基膨润土2.4、云母粉0.9、四针状氧化锌晶须0.8、硅溶胶0.9、乙醇10、水适量、高岭土1、稀土茂金属0.2、碳纤维0.6、5wt%氢氧化钠溶液10。
所述含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅溶胶加入乙醇中，搅拌均匀，再加入云母粉搅拌均匀，加热至60℃，边搅拌边加入四针状氧化锌晶须，加热至70℃，超声分散3分钟，继续搅拌至乙醇挥发完毕，粉碎，过100目筛，得到改性云母粉；
（2）将高岭土加入5wt%氢氧化钠溶液中，加热至93℃，搅拌10分钟，再加入碳纤维、稀土茂金属，继续搅拌10分钟，调节pH值为中性，干燥，粉碎过200目筛，得到粉末；
（3）将改性淀粉、羧甲基纤维素、钠基膨润土加入水中，搅拌均匀，再加入所述的改性云母粉和所述粉末，搅拌均匀，得到混合物料；
（4）将所述混合物料与其他剩余物料混合成糊状，即得。
将该实施例消失模涂料在1500℃下烧结，通过显微镜观察，内部少量的大孔洞和均匀细小的小孔洞，呈一个块状的整体，剥离性达到了Ⅰ级，抗弯强度为9.4MPa。

Claims (2)

1.一种含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：石英粉100-102、改性淀粉0.9-1.1、羧甲基纤维素0.9-1.1、钠基膨润土2.4-2.6、云母粉0.9-1、四针状氧化锌晶须0.8-0.9、硅溶胶0.9-1.1、乙醇10-13、水适量、高岭土1-1.2、稀土茂金属0.2-0.3、碳纤维0.6-0.7、5-7wt%氢氧化钠溶液10-11。
2.根据权利要求1所述含碳纤维的云母粉改性石英基消失模涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将硅溶胶加入乙醇中，搅拌均匀，再加入云母粉搅拌均匀，加热至60-70℃，边搅拌边加入四针状氧化锌晶须，加热至70-75℃，超声分散3-4分钟，继续搅拌至乙醇挥发完毕，粉碎，过100-150目筛，得到改性云母粉；
（2）将高岭土加入5-7wt%氢氧化钠溶液中，加热至93-97℃，搅拌10-15分钟，再加入碳纤维、稀土茂金属，继续搅拌10-15分钟，调节pH值为中性，干燥，粉碎过200目筛，得到粉末；
（3）将改性淀粉、羧甲基纤维素、钠基膨润土加入水中，搅拌均匀，再加入所述的改性云母粉和所述粉末，搅拌均匀，得到混合物料；
（4）将所述混合物料与其他剩余物料混合成糊状，即得。
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