CN106238670A - 铸造用涂料及其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于铸造技术领域，提供了一种铸造用涂料及其制备方法及应用。所述铸造用涂料，包括如下重量份的组份：板状刚玉50‑80份，悬浮剂3‑4份，触变剂1‑4份，粘结剂1‑2份，增强剂0.2‑0.3份，助剂0‑0.05份和载液体25‑35份。所述制备方法包括如下步骤：取所述载液体的总量的80％‑90％作为基底液；向基底液中加入悬浮剂、触变剂、粘结剂、增强剂和助剂并搅拌；加入板状刚玉并搅拌；加入剩余载液体并调整其波美度，以获得铸造用涂料。所述铸造用涂料应用于铸造件的生产过程中。本发明将板状刚玉首次应用到铸造用涂料中，可以避免发生机械粘砂和化学粘砂，使得铸件表面更光洁，提高铸件表面质量。

Description

铸造用涂料及其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种铸造用涂料及其制备方法及应用。

背景技术

铸造作为人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史，铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式。被铸金属有：钢、铜、铁、铝以及其他有色金属等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。特种铸造的铸型包括：熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。

铸造作为一个国家的基础重工业门类，始终在工艺、技术、材料上不断精进。而铸造用涂料作为铸造辅助材料的重要组成部分之一，涂覆在铸件造型内侧表面与金属浇铸溶液接触处，起到防止铸件缺陷，提高铸件质量的功效。

然而，现有技术中的铸造用涂料在使用过程中仍存在缺陷，容易产生化学粘砂和机械粘砂。其中，化学粘砂是由于高温金属液体被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和铸件造型都有极强的粘结性，能够将铸件造型牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物(在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更厚)，造成铸件化学粘砂；有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。机械粘砂是由于填砂震动时造成金属液体渗入造型，引起铸件机械粘砂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种铸造用涂料及其制备方法及应用，在铸造过程中可以防止产生机械粘砂和化学粘砂，以提高铸件表面质量。

第一方面，本发明提供的铸造用涂料，包括如下重量份的组份：板状刚玉50-80份，悬浮剂3-4份，触变剂1-4份，粘结剂1-2份，增强剂0.2-0.3份，助剂0-0.05份和载液体25-35份。

可选地，包括如下重量份的组份：板状刚玉63.5份，悬浮剂3.5份，触变剂3份，粘结剂1.5份，增强剂0.25份，助剂0.03份和载液体28.22份。

可选地，所述悬浮剂包括木质素磺酸钠和凹凸棒土中的任意一种以及膨润土所形成的混合物。

可选地，所述触变剂包括海藻酸钠或海藻酸钠和白炭黑的混合物。

可选地，所述粘结剂包括树脂、松香、白乳胶、硅溶胶和水玻璃中的任意一种。

可选地，所述增强剂为聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯醇。

可选地，所述助剂为苯甲酸钠和正辛醇的混合物；

可选地，所述载液体为水或工业酒精。

第二方面，本发明提供的铸造用涂料的制备方法，包括如下步骤：

取所述载液体的总量的80％-90％作为基底液；

向所述基底液中加入悬浮剂、粘结剂、增强剂、触变剂和助剂，并进行第一次搅拌；

向上述第一次搅拌后的混合物中加入板状刚玉，并进行第二次搅拌；

向上述第二次搅拌后的混合物中加入剩余的载液体，并调整其波美度，以获得所述的铸造用涂料。

可选地，所述第一次搅拌的时间为20分钟，所述第二次搅拌的时间为30分钟。

第三方面，本发明提供的铸造用涂料的应用，将所述的铸造用涂料应用于铸造件的生产过程中。

由上述技术方案可知，本发明提供的铸造用涂料，将板状刚玉首次应用到铸造用涂料中，板状刚玉具有化学性能稳定的特性，在铸造过程中可以防止金属液体与造型和芯发生化学反应，避免发生化学粘砂。同时，板状刚玉的体积稳定性好，具有极小的重烧收缩，可以防止金属液体渗入到造型和芯中。

本发明提供的铸造用涂料，可以避免发生机械粘砂和化学粘砂，使得铸件表面更光洁，提高铸件表面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的成分或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各成分或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明实施例所提供的一种铸造用涂料及其制备方法及应用的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

铸造用材料的耐火温度可以用于铸钢、铸铁、有色金属等多种材质，但在实际使用中因为其价格较高，一般多用于铸钢件。

铸造用涂料，涂覆在铸件造型内侧表面与金属浇铸溶液接触处，起到防止铸件缺陷，提高铸件质量的功效。

板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、B₂O₃等任何添加剂而烧成收缩彻底的烧结刚玉，具有结晶粗大、发育良好的α-Al₂O₃晶体结构，Al₂O₃的含量在99％以上。板片状晶体结构，气孔小且闭气孔较多而气孔率与电熔刚玉大体相当，纯度高，体积稳定性好，极小的重烧收缩，用以生产的耐材或浇注料高温处理后具有良好的热震稳定性和抗弯强度。

本申请的发明人经过多次化学实验和物理实验的分析，以及多家铸造厂家的实际使用，发现将板状刚玉添加到铸造用涂料中作为骨料，铸造用涂料展现出了良好的使用效果和性价比。

本发明提供的铸造用涂料，包括如下重量份的组份：板状刚玉50-80份，悬浮剂3-4份，触变剂1-4份，粘结剂1-2份，增强剂0.2-0.3份，助剂0-0.05份和载液体25-35份。

在一个优选实施例中，铸造用涂料包括如下重量份的组份：板状刚玉63.5份，悬浮剂3.5份，触变剂3份，粘结剂1.5份，增强剂0.25份，助剂0.03份和载液体28.22份。

板状刚玉具有高耐火度、高耐腐性、高耐冲刷性、高耐热稳定性、高强度和高韧性等优点，尤其是化学性能稳定的特性在浇筑过程中隔绝砂型和金属熔液发挥了至关重要的作用。

板状刚玉作为铸造用涂料的骨料，主要起到抵抗金属液体的热作用机械作用和化学作用。对防止金属液体渗入型和芯，发生机械粘砂；防止金属液与型和芯表面的砂混合料反应，产生化学粘砂，具有良好的功效；使铸件表面更光洁，提高铸件表面质量。

在一个优选实施例中，所述悬浮剂包括木质素磺酸钠和凹凸棒土中的任意一种以及膨润土所形成的混合物。悬浮剂可以保证涂料良好的悬浮稳定性和一定的触变性。

在一个优选实施例中，所述触变剂包括海藻酸钠或海藻酸钠和白炭黑的混合物。触变剂可以保证涂料在力的作用下发生溶胶现象。

在一个优选实施例中，所述粘结剂包括树脂、松香、白乳胶、硅溶胶和水玻璃中的任意一种。粘结剂可以保证涂料有良好的表面强度。

在一个优选实施例中，所述增强剂为聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯醇。增强剂可以改善涂料的渗透性，提高涂料与砂芯的结合强度。

在一个优选实施例中，所述助剂为苯甲酸钠和正辛醇的混合物。助剂可以消泡、防腐、润湿等改善涂料的操作性能。

在一个优选实施例中，所述载液体为水或工业酒精。载液可以充分分散耐火骨料，保证涂料涂敷均匀平滑。

针对上述铸造用涂料，本发明提供了铸造用涂料的制备方法，包括如下步骤：

取所述载液体的总量的80％-90％作为基底液，其中优选为85％；

向所述基底液中加入悬浮剂、粘结剂、增强剂、触变剂和助剂，并进行第一次搅拌，时间为20分钟；

向上述第一次搅拌后的混合物中加入板状刚玉，并进行第二次搅拌，时间为30分钟；

向上述第二次搅拌后的混合物中加入剩余的载液体，并调整其波美度，以获得所述的铸造用涂料；

接着进行出料、装桶、检验和贴商标。

对于本发明所获得的铸造用涂料，本发明提供了铸造用涂料的应用，将所述的铸造用涂料应用于铸造件的生产过程中。

其中，所述铸造工艺包括砂型铸造、消失模铸造、离心铸造、金属型铸造和熔模铸造。

在不同的铸造工艺中，使用的铸造用涂料的板状刚玉的含量也不同。参见表1，在砂型铸造工艺中，板状刚玉的质量分数范围值为60％-75％，优选含量为67.5％；在消失模铸造工艺中，板状刚玉的质量分数范围值为50％-65％，优选含量为58％；在离心铸造工艺中，板状刚玉的质量分数范围值为55％-70％，优选含量为62.5％；在金属型铸造工艺中，板状刚玉的质量分数范围值为55％-70％，优选含量为63.5％；在熔模铸造工艺中，板状刚玉的质量分数范围值为65％-80％，优选含量为72.5％。

表1不同的铸造工艺中使用的铸造用涂料的板状刚玉的含量

其中，所述铸造用涂料通过刷涂、浸涂、淋涂和喷涂涂抹到铸造件上。

使用不同的涂抹方式将铸造用涂料涂抹到铸造件上，使用的铸造用涂料的板状刚玉的含量也不同。参见表2，在刷涂方式中，板状刚玉的质量分数范围值为60％-75％，优选含量为67.5％；在浸涂方式中，板状刚玉的质量分数范围值为55％-70％，优选含量为62.5％；在淋涂方式中，板状刚玉的质量分数范围值为50％-65％，优选含量为57.5％；在喷涂方式中，板状刚玉的质量分数范围值为55％-70％，优选含量为62.5％。

表2不同的涂抹方式使用铸造用涂料的板状刚玉的含量

其中，所述铸造用涂料应用于铸造件后，通过水基干燥或醇基燃烧进行干燥。

使用不同的干燥方式对铸造用涂料进行干燥，使用的铸造用涂料的板状刚玉的含量也不同。参见表3，采用水基烘干方式对铸造用涂料进行烘干，板状刚玉的质量分数范围值为50％-80％，优选含量为65％；采用醇基燃烧方式对铸造用涂料进行烘干，板状刚玉的质量分数范围值为55％-75％，优选含量为68％。

表3不同的干燥方式使用铸造用涂料的板状刚玉的含量

本发明提供的铸造用涂料，将板状刚玉首次应用到铸造用涂料中，板状刚玉具有化学性能稳定的特性，在铸造过程中可以防止金属液体与砂型和砂芯发生化学反应，避免发生化学粘砂。同时，板状刚玉的体积稳定性好，具有极小的重烧收缩，可以防止金属液体渗入到砂型和砂芯中。

本发明提供的铸造用涂料，可以避免发生机械粘砂和化学粘砂，使得铸件表面更光洁，提高铸件表面质量。

下面将给出不同的实施例来作具体说明。

实施例1

铸造工艺：砂型铸造

铸造用涂料按如下成分与配比制备：

板状刚玉67.5份；

悬浮剂3.5份，由膨润土和木质素磺酸钠按质量比49:1混合而成；

触变剂3份，由白炭黑和海藻酸钠按质量比4:1混合而成；

粘结剂1.5份，由树脂和松香按质量比49:1混合而成；

增强剂0.25份，具体为聚乙烯醇缩丁醛；

载液体28.22份，具体为工业酒精；

不添加助剂。

实施例2

铸造工艺：消失模铸造

铸造用涂料按如下成分与配比制备：

板状刚玉58份；

悬浮剂4份，由膨润土和凹凸棒土按质量比4:1混合而成；

触变剂4份，具体为海藻酸钠；

粘结剂2份，由白乳胶和硅溶胶按质量比3:2混合而成；

增强剂0.3份，具体为聚乙烯醇；

载液体35份，具体为水；

助剂0.05份，由苯甲酸钠和正辛醇按质量比4:1混合而成。

实施例3

铸造工艺：离心铸造

铸造用涂料按如下成分与配比制备：

板状刚玉62.5份；

悬浮剂3份，由膨润土和凹凸棒土按质量比4:1混合而成；

触变剂1份，具体为海藻酸钠；

粘结剂1份，由水玻璃和硅溶胶按质量比7:3混合而成；

增强剂0.2份，具体为聚乙烯醇；

载液体25份，具体为水；

助剂0.05份，由苯甲酸钠和正辛醇按质量比4:1混合而成。

实施例4

铸造工艺：金属型铸造

铸造用涂料按如下成分与配比制备：

板状刚玉63.5份；

悬浮剂3.5份，由膨润土和凹凸棒土按质量比19:1混合而成；

触变剂2.5份，具体为海藻酸钠；

粘结剂1.5份，由水玻璃和硅溶胶按质量比9:1混合而成；

增强剂0.25份，具体为聚乙烯醇；

载液体30份，具体为水；

不添加助剂。

实施例5

铸造工艺：熔模铸造

铸造用涂料按如下成分与配比制备：

板状刚玉72.5份；

悬浮剂3.2份，由膨润土和凹凸棒土按质量比9:1混合而成；

触变剂2份，具体为海藻酸钠；

粘结剂1.2份，由水玻璃和硅溶胶按质量比1:4混合而成；

增强剂0.26份，具体为聚乙烯醇；

载液体28份，具体为水；

不添加助剂。

除非另外具体说明，否则在上述实施例中阐述的数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种铸造用涂料，其特征在于，包括如下重量份的组份：板状刚玉50-80份，悬浮剂3-4份，触变剂1-4份，粘结剂1-2份，增强剂0.2-0.3份，助剂0-0.05份和载液体25-35份。

2.根据权利要求1所述的铸造用涂料，其特征在于，包括如下重量份的组份：板状刚玉63.5份，悬浮剂3.5份，触变剂3份，粘结剂1.5份，增强剂0.25份，助剂0.03份和载液体28.22份。

3.根据权利要求1所述的铸造用涂料，其特征在于，所述悬浮剂包括木质素磺酸钠和凹凸棒土中的任意一种以及膨润土所形成的混合物。

4.根据权利要求1所述的铸造用涂料，其特征在于，所述触变剂包括海藻酸钠或海藻酸钠和白炭黑的混合物。

5.根据权利要求1所述的铸造用涂料，其特征在于，所述粘结剂包括树脂、松香、白乳胶、硅溶胶和水玻璃中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的铸造用涂料，其特征在于，所述增强剂为聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯醇。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的铸造用涂料，其特征在于，所述助剂为苯甲酸钠和正辛醇的混合物；

所述载液体为水或工业酒精。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的铸造用涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

取所述载液体的总量的80％-90％作为基底液；

向所述基底液中加入悬浮剂、触变剂、粘结剂、增强剂和助剂，并进行第一次搅拌；

向上述第一次搅拌后的混合物中加入板状刚玉，并进行第二次搅拌；

向上述第二次搅拌后的混合物中加入剩余的载液体，并调整其波美度，以获得所述的铸造用涂料。

9.根据权利要求8所述的铸造用涂料的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌的时间为20分钟，所述第二次搅拌的时间为30分钟。

10.一种铸造用涂料的应用，其特征在于，将权利要求1-7中任一项所述的铸造用涂料应用于铸造件的生产过程中。