CN106270372A - 一种铸铁消失模涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铸铁消失模涂料及其制备方法，该铸铁消失模涂料按质量份计，包括：高铝粉84‑88份，珍珠岩8‑12份，海泡石8‑12份，苯丙乳液6‑10份，钠基膨润土2‑3份，白乳胶2‑5份，羧甲基纤维素0.1‑0.4份，添加剂0.2‑0.6份，水105‑120份。本发明所述涂料涂层均匀平整且涂挂性极佳，透气性好，克服了浇注易反喷、局部增碳缺陷，高温条件下强度大，能够消除铸件表面粘砂、塌箱问题。

Description

一种铸铁消失模涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于消失模铸造领域，具体涉及一种铸铁消失模涂料及其制备方法。
背景技术
消失模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，埋在干石英砂中振动造型，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。目前消失模铸造工艺大多采用直接浇注方式，浇注前不烧模，浇注时不震动，因此对涂料的强度及透气性要求较高。普通消失模涂料，涂刷后强度低，空壳震动浇注常出现塌箱情况。解决这种问题，一般有两种方式。
第一种是增加模样涂刷次数，依靠增加涂料厚度的方式提高其强度。但涂料增厚后，会使涂料的透气性降低，造成空壳浇注前，模样燃烧产生的气体不能及时排走，模样燃烧不充分，致使浇注后，铸件出现夹渣、局部增碳等缺陷；另外涂料加厚后，也会导致铸件散热慢，使铸件晶粒度等级下降，影响铸件的力学性能。
另一种方式是减小涂料骨料的颗粒度，靠集中采用小颗粒骨料来提高涂料的强度，但这也会降低涂料的透气性，使铸件出现上述缺陷。
且现有的消失模涂料存在浇注易反喷、局部增碳缺陷，高温条件下铸件表面粘砂、塌箱等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涂料涂层均匀平整且涂挂性极佳，透气性好，克服了浇注易反喷、局部增碳缺陷，高温条件下强度大，能够消除铸件表面粘砂、塌箱问题的铸铁消失模涂料。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单，制备得到的铸铁消失模涂料具有很好的悬浮稳定性，无需二次配制，使用时间长的铸铁消失模涂料的制备方法。
本发明的技术方案在于提供一种铸铁消失模涂料，该铸铁消失模涂料按质量份计，包括：
高铝粉84-88份
珍珠岩8-12份
海泡石8-12份
苯丙乳液6-10份
钠基膨润土2-3份
白乳胶2-5份
羧甲基纤维素0.1-0.4份
添加剂0.2-0.6份
水105-120份。
所述添加剂包括表面活性剂，按质量份计，其含量为0.2-0.6份。
所述添加剂进一步包括消泡剂0.01-0.03份。
一种铸铁消失模涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将羧甲基纤维素、钠基膨润土、海泡石加入水中，搅拌I、浸泡；然后加入高铝粉、珍珠岩以及苯丙乳液和白乳胶，搅拌II；最后加入添加剂，搅拌III。
搅拌I的搅拌时间为30-45分钟。
所述浸泡时间不低于12小时。
所述搅拌II的搅拌时间为1-2小时。
搅拌III的搅拌时间为30-45分钟。
表面活性剂选自HT-198、EPM-MA或JFC(6501)中的一种或几种。
EPM-MA为发泡聚甲基丙烯酸甲酯。
HT-198的生产厂家为南通市晗泰化工。
JFC(6501)的生产厂家为海安石油化工。
消泡剂选自正丁醇、正辛醇、正戌醇或HT-F111中的一种或几种。
HT-F111的生产厂家为南通市晗泰化工。
本发明的有益效果：
本发明的所得到的铸铁消失模涂料涂层厚度均匀，涂层平整，铸件表面质量明显提高；涂层受铁液冲击时受力均匀，不易造成局部涂层破坏；且涂料的悬浮度达99％，稳定性非常好，无需多次搅拌。此外，涂层的透气性好，白模气化时产生的气体能及时排出，减少碳黑缺陷，解决反喷问题，减小危险系数；涂料高温强度高，浇注时模型刚度强度大，消除塌箱及表面粘砂等问题；涂料易烧结成块，基本不与铁液浸润，铸件表面光洁，且剥离性好，减少抛丸打磨工作量，减小环境压力。
在提出本发明的方案之前，发明人也进行了大量的实验探索，如本发明的对比例1-对比例3所示，均存在这样那样的问题，通过改善组分及含量虽然能够改善某一方面的性能，但往往其他性能又会受到很大的影响。对此，发明人进行了大量的尝试，不断的优化组分及其配比，最终得到了粘度、密度、悬浮度、厚度、涂挂性、透气性、强度等综合性能佳的铸铁消失模涂料。解决了长期困扰本领域技术人员的难题。本发明具有非常好的工业实用性，能够大大有利于消失模行业的发展，具有非常重要的现实意义，能够带来巨大的经济价值。
附图说明
图1为实施例1所得的铸铁消失模涂料作为涂层时所得到的铸件的图示，从图中可以看出，铸件表面光洁，且剥离性好。
具体实施方式
实施例1
1.工具的准备 高速搅拌机，磅秤，粘度杯
2.材料准备：
320目高铝粉、珍珠岩、海泡石、苯丙乳液、白乳胶、钠基膨润土、羧甲基纤维素、添加剂
3.操作方法：
1)涂料配比如下表1所示：
表1
将羧甲基纤维素、钠基膨润土、海泡石加入水中，高速搅拌30分钟并浸泡不低于12小时；然后将高铝粉、珍珠岩以及苯丙乳液和白乳胶加入搅拌桶中，并高速搅拌1-2小时；最后加入添加剂，搅拌45分钟。
搅拌均匀，测量粘度(20-25秒)后方可使用。
涂抹：
采用雨淋式上涂方式，将模型加入涂料中浸涂，浸涂三次，每次浸涂后晾干再进行下一次浸涂。
每次浸涂后凉置3-5分钟。
浸第三次前上衬圈防止变形。
密度g/cm3 粘度/s 悬浮度 厚度mm 涂挂性 剥离性 透气性
1.45 10 99％ 0.62 好 好 好
表2
一般涂层厚度根据铸件壁厚控制如下表：
壁厚mm 涂料厚度mm
≤11 0.5-0.7
12-20 0.8-1.0
21-30 1.2-1.5
31-50 1.6-1.9
≥51 2.0
表3
对比例1
涂料成分质量比：高铝粉88，珍珠岩12，海泡石10，苯丙乳液8，磷酸二氢铝5，乳化剂0.3，羧甲基纤维素0.2，水适量，专用涂料碎纸适量。涂料的主要成分配比基本确定。
按涂料前期刚使用、中期使用、后期使用，对本批次涂料性能进行了3次测量。
表4
涂料的问题：前期未加磷酸二氢铝时，涂料的涂挂性好，涂层均匀，但厚度小，强度不够。中期加入磷酸二氢铝之后，涂料的厚度明显粘度明显增加，悬浮度下降，易出现涂料分层；浸涂时，涂料的涂挂性差，易出现流痕，厚度和强度增强。
对比例2
涂料配方：以水为基准1，高铝粉88％，珍珠岩12％，苯丙乳液8％，羧甲基纤维素0.2％，乳化剂0.3％，磷酸二氢铝3％，海泡石10％
结论：浸涂厚度为0.4-0.6mm，浸润性很好，并且具有很好的触变性，较好的涂挂性能；
缺点：1、涂料性能不稳定，配制工艺、环境等因素的变化，使得涂料性能变化很大。一次出现颗粒和气泡，加入消泡剂之后，涂料又出现了涂挂性问题，具体表现为涂料难以吸附在白模表面。
对比例3
涂料成分质量比
表5
涂料的性能如下表：
密度g/cm3 粘度/s 悬浮度 厚度mm 涂挂性 剥离性 透气性
1.44 9 88.9％ 0.91 良好 中 好
表6
涂料的悬浮性差，易产生沉淀；目前，在质量良好的低密度EPS白模上浸涂时，没有出现流痕等现象。浇注时，试验件基本无反喷现象，涂料的透气性较好。但容易造成轻微粘砂。

Claims (8)

1.一种铸铁消失模涂料，其特征在于，该铸铁消失模涂料按质量份计，包括：
高铝粉84-88份
珍珠岩8-12份
海泡石8-12份
苯丙乳液6-10份
钠基膨润土2-3份
白乳胶2-5份
羧甲基纤维素0.1-0.4份
添加剂0.2-0.6份
水105-120份。
2.根据权利要求1所述的铸铁消失模涂料，其特征在于，所述添加剂为表面活性剂，按质量份计，其含量为0.2-0.6份。
3.根据权利要求1或2所述的铸铁消失模涂料，其特征在于，所述添加剂进一步包括消泡剂0.01-0.03份。
4.权利要求1-3任一项所述的铸铁消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将羧甲基纤维素、钠基膨润土、海泡石加入水中，搅拌I、浸泡；然后加入高铝粉、珍珠岩以及苯丙乳液和白乳胶，搅拌II；最后加入添加剂，搅拌III。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，搅拌I的搅拌时间为30-45分钟。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述浸泡时间不低于12小时。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌II的搅拌时间为1-2小时。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，搅拌III的搅拌时间为30-45分钟。
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