CN107309390A

CN107309390A - 一种醇基铸造涂料

Info

Publication number: CN107309390A
Application number: CN201710716374.7A
Authority: CN
Inventors: 李传
Original assignee: Anhui Hanshan Casting Factory Building
Current assignee: Anhui Hanshan Casting Factory Building
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2017-11-03

Abstract

本发明公开了一种醇基铸造涂料，由下列物质制成：高铝粉、硅粉、叶蜡石粉、改性多晶莫来石纤维、助溶剂、悬浮剂、粘结剂、表面活性剂、溶剂。本发明对醇基铸造涂料的成分进行了特殊的改进复配处理，有效提升了其耐温、耐热冲击特性，以及整体的使用稳定性，从而很好的改善了铸造件的表面精度等品质，具有很好的推广使用价值。

Description

一种醇基铸造涂料

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种醇基铸造涂料。

背景技术

铸造涂料是指涂覆在型腔或砂芯表面，以改变其耐火度，化学稳定性，抗粘砂性等性能的铸造辅助材料。铸造用涂料多使用高耐火度的粉料来提高型腔或砂轮的耐火性能，但是，因为耐火度高，浇注时涂层易形不成低熔点相，而整个浇注过程涂料还是以原始的粉料状态存在，从而使得铁水渗透到涂料浅表层中，导致了铸件的粘粉。粘粉极难清理，只能通过打磨的方式除去，这样会给后期清理带来非常大的工作量，而铸件内腔部位更是无法清理干净，从而导致铸件报废。

目前，单一粉料能起到剥离效果的只有锆英粉和石墨。石墨涂料在浇注时能析出光亮碳，从而在涂料表面形成一层保护膜，有效防止由金属渗透产生的粘砂缺陷，可以产生一定的剥离效果。但是，石墨严重污染工作环境，危害工人身体健康；石墨粉在高温铁液作用下还会氧化，使涂层强度和抗铁液冲刷能力降低，导致厚大型铸铁件的抗粘砂效果不良；石墨粉涂料与呋喃树脂砂的颜色相近，容易引起漏涂；另外，清理后的铸件，内腔表面附着一层光滑的黑色粉末，很难去除，导致后期喷漆困难。锆英粉中硅酸锆在浇注时开始分解成单料ZrO₂ 和非晶质 SiO₂，后者会与FeO及碱性物质作用产生低熔点化合物，有利于防止铸件粘砂。但是，锆英粉涂料价格昂贵，无法满足中小型铸造厂的低成本要求。

对此申请号为：201410855011.8公开了一种环保型醇基陶瓷铸造涂料，其利用高铝粉、硅粉、叶蜡石粉、助溶剂、悬浮剂、粘结剂、表面活性剂、溶剂成分共同配合使用，有效解决了原铸造涂料耐温性差、剥离效果不佳、成品率低等问题，具有不错的使用效果。但在实际中使用发现，其仍存在着一些使用的缺陷，如此涂料对于铸件表面精度的提升不佳，在铸造过程中，铸件会因热胀的作用对型砂模具进行冲击，型砂自身具有一定的退让性来保证铸件浇铸的膨胀，而上述涂料虽然剥离效果好，但各处膜层间的连接性不佳，导致涂层的收缩变化不均匀，从而会导致对于浇铸件的退让程度不一样，进而影响了铸件的表面精度，同时涂层间易存在开裂缝隙，仍会存在型砂表面沙粒渗入粘附在铸造件表面的现象发生，又影响了铸造件的品质。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种醇基铸造涂料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种醇基铸造涂料，由如下重量份的物质制成：

180~200份高铝粉、80~100份硅粉、160~180份叶蜡石粉、40~50份改性多晶莫来石纤维、35~45份助溶剂、20~30份悬浮剂、10~15份粘结剂、2~4份表面活性剂、280~320份溶剂。

优选的，由如下重量份的物质制成：

190份高铝粉、90份硅粉、170份叶蜡石粉、45份改性多晶莫来石纤维、40份助溶剂、25份悬浮剂、13份粘结剂、3份表面活性剂、300份溶剂。

进一步的，所述高铝粉中Al₂O₃的质量百分比含量为85~88%，颗粒大小为350~400目。

进一步的，所述硅粉中SiO₂ 的质量百分比含量为99~99.5％，颗粒大小为350~400目。

进一步的，所述叶腊石粉中Al₂O₃ 质量百分比含量为24~28％，颗粒大小为200~250目。

进一步的，所述粘结剂由硅酸乙酯和松香按照重量比2：1混合而成。

进一步的，所述助溶剂为钾长石粉，所述悬浮剂为硅酸镁铝，所述表面活性剂为土温80，所述溶剂为乙醇。

进一步的，所述改性多晶莫来石纤维的制备方法包括如下步骤：

（1）将多晶莫来石纤维放入到密闭罐内，加热保持密闭罐内的温度为300~330℃，加压保持密闭罐内的压力为3~4MPa，保温保压处理15~20min后，快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压，然后将多晶莫来石纤维取出备用；

（2）将步骤（1）处理后的多晶莫来石纤维投入到改性液中，浸泡处理1~1.5h后滤出备用，期间不断施加超声波进行处理，并控制改性液的温度始终保持为60~65℃，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：20~25份钛酸铝、5~8份微晶石蜡、10~15份硅烷偶联剂、6~10份丙基酸甲酯、3~6份硬脂酸铝、4~8份植酸、3~5份磷酸、0.5~1.5份硝酸稀土盐、260~280份水；

（3）将步骤（2）处理后的多晶莫来石纤维放入到干燥箱内，控制干燥的温度为80~85℃，干燥至恒重后即得改性多晶莫来石纤维。

进一步的，步骤（1）中所述的快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压操作于25s内完成。

进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为55~60kHz。

本发明对高铝粉、硅粉、叶蜡石粉等成分的使用配比比例进行了调整，优化了涂料整体的使用特性，同时又添加了改性多晶莫来石纤维成分，多晶莫来石纤维自身具有良好的耐温、耐热冲击特性，添加于涂料中有效的提升了涂层的耐高温性能，避免了涂层受浇铸液的热冲击破坏，为了进一步提升其填充使用特性，又对其进行了改性处理，具体是先对多晶莫来石纤维进行高温高压处理，然后再快速的卸至常温常压，有效松散了多晶莫来石纤维的内部组织结构，利于后续的改性处理操作，同时多晶莫来石纤维在此快速的卸温卸压过程中，其外形结构发生变化，由柱型形变为螺旋卷绕型，此结构的多晶莫来石纤维填充于涂料中，有利于增强铸造型砂模具内表面的退让稳定性，一方面其起到了弹簧似的缓冲、稳定作用，避免了铸件表面金属晶粒扩张过快、不均匀的问题，另一方面其起到了交联连接的作用，提升了涂料涂层各部位间的相互连接强度，提升了涂料涂层各处对于浇铸件退让尺度的均匀性，同时从而有效提升了铸件的表面质量，接着将多晶莫来石纤维放入到改性液进行处理，所配制的改性液中含有钛酸铝等成分，溶液呈酸性，通过前序步骤的处理多晶莫来石纤维的内部组织结构得到有效松散，在改性液多种酸的作用下其表面进一步刻蚀，粗糙度适度提升，在硅烷偶联剂、丙基酸甲酯等的作用下，钛酸铝颗粒有效的接枝固定于多晶莫来石纤维的表面，钛酸铝自身也具有很高的耐高温性能，同时还具有良好的孔隙结构，接枝改性后的多晶莫来石纤维的表面粗糙度提升，具有大量的由钛酸铝组成的凸起结构，进一步提升了对涂料各成分间的吸附固定连接效果，提升了涂料涂层的各处稳定性，同时又能保证热气、热量的有效散发，改善了铸造件的品质。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明对醇基铸造涂料的成分进行了特殊的改进复配处理，有效提升了其耐温、耐热冲击特性，以及整体的使用稳定性，从而很好的改善了铸造件的表面精度等品质，具有很好的推广使用价值。

具体实施方式

实施例1

一种醇基铸造涂料，由如下重量份的物质制成：

180份高铝粉、80份硅粉、160份叶蜡石粉、40份改性多晶莫来石纤维、35份助溶剂、20份悬浮剂、10份粘结剂、2份表面活性剂、280份溶剂。

进一步的，所述高铝粉中Al₂O₃的质量百分比含量为85~86%，颗粒大小为350目。

进一步的，所述硅粉中SiO₂ 的质量百分比含量为99~99.2％，颗粒大小为350目。

进一步的，所述叶腊石粉中Al₂O₃ 质量百分比含量为24~25％，颗粒大小为200目。

（1）将多晶莫来石纤维放入到密闭罐内，加热保持密闭罐内的温度为300℃，加压保持密闭罐内的压力为3MPa，保温保压处理15min后，快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压，然后将多晶莫来石纤维取出备用；

（2）将步骤（1）处理后的多晶莫来石纤维投入到改性液中，浸泡处理1h后滤出备用，期间不断施加超声波进行处理，并控制改性液的温度始终保持为60℃，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：20份钛酸铝、5份微晶石蜡、10份硅烷偶联剂、6份丙基酸甲酯、3份硬脂酸铝、4份植酸、3份磷酸、0.5份硝酸稀土盐、260份水；

（3）将步骤（2）处理后的多晶莫来石纤维放入到干燥箱内，控制干燥的温度为80℃，干燥至恒重后即得改性多晶莫来石纤维。

进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为55kHz。

实施例2

一种醇基铸造涂料，由如下重量份的物质制成：

进一步的，所述高铝粉中Al₂O₃的质量百分比含量为86~87%，颗粒大小为380目。

进一步的，所述硅粉中SiO₂ 的质量百分比含量为99.2~99.4％，颗粒大小为360目。

进一步的，所述叶腊石粉中Al₂O₃ 质量百分比含量为26~27％，颗粒大小为230目。

（1）将多晶莫来石纤维放入到密闭罐内，加热保持密闭罐内的温度为320℃，加压保持密闭罐内的压力为3.5MPa，保温保压处理18min后，快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压，然后将多晶莫来石纤维取出备用；

（2）将步骤（1）处理后的多晶莫来石纤维投入到改性液中，浸泡处理1.2h后滤出备用，期间不断施加超声波进行处理，并控制改性液的温度始终保持为63℃，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：23份钛酸铝、7份微晶石蜡、12份硅烷偶联剂、8份丙基酸甲酯、5份硬脂酸铝、6份植酸、4份磷酸、1份硝酸稀土盐、270份水；

（3）将步骤（2）处理后的多晶莫来石纤维放入到干燥箱内，控制干燥的温度为83℃，干燥至恒重后即得改性多晶莫来石纤维。

进一步的，步骤（1）中所述的快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压操作于20s内完成。

进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为58kHz。

实施例3

一种醇基铸造涂料，由如下重量份的物质制成：

200份高铝粉、100份硅粉、180份叶蜡石粉、50份改性多晶莫来石纤维、45份助溶剂、30份悬浮剂、15份粘结剂、4份表面活性剂、320份溶剂。

进一步的，所述高铝粉中Al₂O₃的质量百分比含量为87~88%，颗粒大小为400目。

进一步的，所述硅粉中SiO₂ 的质量百分比含量为99.4~99.5％，颗粒大小为400目。

进一步的，所述叶腊石粉中Al₂O₃ 质量百分比含量为27~28％，颗粒大小为250目。

（1）将多晶莫来石纤维放入到密闭罐内，加热保持密闭罐内的温度为330℃，加压保持密闭罐内的压力为4MPa，保温保压处理20min后，快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压，然后将多晶莫来石纤维取出备用；

（2）将步骤（1）处理后的多晶莫来石纤维投入到改性液中，浸泡处理1.5h后滤出备用，期间不断施加超声波进行处理，并控制改性液的温度始终保持为65℃，所述的改性液中各成分及其对应重量份为：25份钛酸铝、8份微晶石蜡、15份硅烷偶联剂、10份丙基酸甲酯、6份硬脂酸铝、8份植酸、5份磷酸、1.5份硝酸稀土盐、280份水；

（3）将步骤（2）处理后的多晶莫来石纤维放入到干燥箱内，控制干燥的温度为85℃，干燥至恒重后即得改性多晶莫来石纤维。

进一步的，步骤（1）中所述的快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压操作于18s内完成。

进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为60kHz。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例2相比，在改性多晶莫来石纤维的制备过程中，省去步骤（1）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例2相比，在改性多晶莫来石纤维的制备过程中，省去步骤（2）的处理操作，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例3

本对比实施例3与实施例2相比，用等质量份的市售多晶莫来石纤维取代改性多晶莫来石纤维，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例4

本对比实施例4与实施例2相比，省去改性多晶莫来石纤维成分的添加，除此外的方法步骤均相同。

对照组

申请号为：201410855011.8公开了一种环保型醇基陶瓷铸造涂料。

为了对比本发明效果，选用同一批次制成的规格相同的重锤片型砂模具作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对照组所制得的涂料对模具型腔进行涂覆处理，然后按照相同的方法和原料进行铸造处理，最后对各组所得的成品重锤片进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：

表1

	表面尺寸公差精度等级	表面粗糙度（μm）	铸造成品率（%）
				实施例2	CT6	9.7	98.4
对比实施例1	CT8	11.8	97.8
				对比实施例2	CT8	13.1	97.5
对比实施例3	CT8	14.7	97.0
				对比实施例4	CT9	15.9	96.7
对照组	CT9	16.8	96.3

由上表1可以看出，本发明方法对应制得的铸造涂料能更好的提升铸造件的表面精度等品质，提高了铸造的成品率，具有很好的经济效益和推广价值。

Claims

1.一种醇基铸造涂料，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

2.根据权利要求1所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

3.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述高铝粉中Al₂O₃的质量百分比含量为85~88%，颗粒大小为350~400目。

4.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述硅粉中SiO₂ 的质量百分比含量为99~99.5％，颗粒大小为350~400目。

5.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述叶腊石粉中Al₂O₃ 质量百分比含量为24~28％，颗粒大小为200~250目。

6.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述粘结剂由硅酸乙酯和松香按照重量比2：1混合而成。

7.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述助溶剂为钾长石粉，所述悬浮剂为硅酸镁铝，所述表面活性剂为土温80，所述溶剂为乙醇。

8.根据权利要求1或2所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，所述改性多晶莫来石纤维的制备方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，步骤（1）中所述的快速将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压操作于25s内完成。

10.根据权利要求8所述的一种醇基铸造涂料，其特征在于，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为55~60kHz。