CN1071162C - 金属型保温涂料 - Google Patents

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Abstract

金属型保温涂料，其配方按重量百分比为：云母粉45～65%、硅藻土15～25%、累托石5～10%、硅溶胶10～20%、钠盐水溶液5～10%，原料加水辗压成膏状或浆状，具良好的悬浮性和涂敷性，与底层涂料和面层导热涂料配合作用具有明显的调节铸件冷却速度作用和提高冒口的补缩效果，润滑性良好，便于抽芯和铸件出型；附着强度高、使用寿命长，可使铝合金铸件表面粗糙度达Ra3.2～12.5μm。

Description

金属型保温涂料
本发明是名称为《金属型系列涂料》、申请号94104236.7、申请日940423发明专利申请的分案申请。
本发明属于铸造造型工艺中铸型表面涂层成分选择，提供了用于金属型半永久性系列涂料之中的保温涂料。
金属型属于铸造领域中的特种铸造工艺，广泛用于铸铝件生产。该工艺要求在金属型型壁与铸件表面之间有涂料相隔，以起到保护金属型、调节铸件凝固速度，便于铸件脱型等作用。商品化的系列涂料，例如Foseco公司研制出的Dycote系列涂料，早已在英、美、法等国广泛用于铸铝件的金属型铸造和低压铸造生产中，但其配方未见公开报道。在我国，由于没有性能优良的系列商品涂料，各厂家都是自配自用，目前用于生产的涂料概括起来主要有三类：1、石棉粉保温涂料，一般采用于刷涂工艺，虽有较好的保温效果，但其热涂刷性不好，附着性不强，工作寿命短，石棉粉需预处理，且对人体有危害：2、氧化锌涂料，一般采用于喷涂工艺，由于其配方中氧化锌与水玻璃作用，造成涂料悬浮性差，易变质失效，存放期短，工作寿命不长，其润滑性也差，对于外型复杂或嵌有深陷铁芯的金属型，开型抽芯困难：3、石墨粉水涂料，多采用于浸渍工艺，该涂料粘附性不好，强度很低，耐用性差。对于要求不高的铸铝件，采用上述涂料尚可满足要求，而对于要求较高的特殊件则显然不足，克服上述涂料的缺点，已成为工厂进一步提高金属型铸件质量和产量，以及扩大其应用范围的主要技术关键。
本发明的目的即是克服现有金属型涂料的缺点，配制出既具有良好的悬浮性、涂敷性以及耐用性等工艺性能的金属型涂料，又要求该涂料在保护金属型，调节铸件凝固速度和便于开型抽芯等方面优于现有涂料，具有良好的使用性能。
为实现上述目的，需要基本的三种涂料配合使用，即底层涂料、保温涂料以及面层导热涂料。本发明采用特殊的非金属材料和配方，提供的保温涂料配方按重量百分比为：云母粉45～65％、硅藻土15～25％、累托石5～10％、硅溶胶10～20％、钠盐水溶液5～10％，上述原料加水辗压成膏状或浆状。
辗压成浆状时，所述硅溶胶可以为碱性硅溶胶、PH值9～11，所述钠盐水溶液为Na3PO4饱和水溶液，云母粉粒度50～20μm，硅藻土粒度50～28μm，原料投入胶体磨或球磨机内磨辗时，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之间(采用N～6粘度杯测定)，适合作为型腔绝热的保温涂料。
辗压成膏状时，所述硅溶胶可以为酸性硅溶胶、PH值2～4，所述钠盐水溶胶为水玻璃、模数2.5～3.0，所述云母粉粒度100～63μm，硅藻土粒度80～50μm，原料采用搅拌机或辗压机进行配制，水的加入量使涂料呈膏状，适合作为冒口保温涂料。
保温涂料、底层涂料和面层导热涂料配合使用可达到整体优化。
1．底层涂料与型腔绝热的保温涂料以及面层导热涂料配套，以提高复合涂层的耐用性，使之半永久化。考虑到涂料的热物理性，底层涂料具有半导热性，型腔绝热的保温涂料具绝热作用，面层导热涂料兼有导热和润滑作用，这样在底层涂料上涂敷型腔绝热的保温涂料，然后再涂敷面层导热涂料，使之构成绝热复合涂层：而在底层涂料上直接涂敷面层导热涂料，则构成导热复合涂层。采用上述涂料并采用复合涂敷工艺，复合涂层便具有良好的热物理性和脱型性，又具有耐用性或半永久性。
2、冒口保温涂料、型腔绝热的保温涂料与面层导热涂料配套，以起到调节铸件凝固的作用。
冒口保温涂料和型腔绝热的保温涂料虽采用同种保温骨料，但前者要制成膏状且骨料粒度偏粗，便于刷厚而不流淌，后者要制成浆状且骨料粒度偏细易于喷涂，粘度低且悬浮性好，可实现不同部位，不同绝热程度的要求。根据铸件不同部位对涂料的特殊要求，采用不同导热性能、不同涂层厚度和表面粗糙度的涂料，以达到控制铸件冷却速度的目的。例如，在浇冒口处，涂敷较厚的冒口保温涂料，以提高充型和补缩能力，在铁芯或铸件厚实的模窝处，喷涂较薄的面层导热涂料，以消除局部缩松，获得致密铸件。
本发明的保温涂料具有良好的悬浮性、涂敷性；与底层涂料以及面层导热涂料配合使用。具有明显的调节铸件冷却速度的作用和提高冒口的补缩效果，具有良好的润滑性，便于抽芯和铸件出型；附着强度高、使用寿命长，具有半永久性。应用该系列涂料生产铝合金铸件表面粗糙度可达Ra3.2～12.5μm，比常规的氧化锌涂料提高二级，其主要性能指标达到国际先进的英国Foseco公司同类涂料性能指标：
    传热系数W/m2·C0 涂层强度N/mm2 悬浮性 发气量ml/g
型腔绝热保温涂料    ＜400(涂层0.15mm) ＞3.2 ＞90％ ＜20
冒口保温涂料    ＜160(涂层0.65mm) ＞2.5 膏状 ＜20
进行生产的验证时，所述涂料实际配方为：型腔绝热的保温涂料
云母粉(50～28μm)     50％
硅藻土(50～28μm)     20％
累托石                 5％
碱性硅溶胶(PH=10)     15％
Na3NO4饱和水溶液    10％
水                    适量
涂料粘度为16sec，采用4号流杯计时。冒口保温涂料
云母粉(100～63μm)    50％
硅藻土(80～50μm)     25％
酸性硅溶胶(PH=2)      15％
累托石                 5％
水玻璃(模数2.8)       10％
水                    适量
涂料呈膏状

Claims (3)

1．一种金属型保温涂料，其特征为该涂料的配方按重量百分比为：云母粉45～65％、硅藻土15～25％、累托石5～10％、硅溶胶10～20％、钠盐水溶液5～10％，上述原料加水辗压成膏状或浆状。
2．如权利要求1所述的金属保温涂料，其特征为所述硅溶胶为碱性硅溶胶、PH值9～11，所述钠盐水溶液为Na3PO4饱和水溶液，云母粉粒度50～20μm，硅藻土粒度50～28μm，原料投入胶体磨或球磨机内磨辗时，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之间。
3．如权利要求1所述的金属型保温涂料，其特征为所述硅溶胶为酸性硅溶胶、PH值2～4，所述钠盐水溶液为水玻璃、模数2.5～3.0，所述云母粉粒度100～63μm，硅藻土粒度80～50μm，原料采用搅拌机或辗压机进行配制，水的加入量使涂料呈膏状。
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