CN108746482B - 一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨厚度的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，属于铸造技术领域，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料由以下重量份数的组分制备：锆英粉30~40份，磷酸三丁酯0.05~0.07份，悬浮剂10~20份，粘结剂1.5~2.2份，松香0.5~0.9份，助剂5~8份，乙醇5~7份，水40~45份。本发明的涂料具有优异的流动稳定性和悬浮性，发气量低，可以改善铸件表面质量，减少粘砂和脉纹风险，显著降低薄壁件高镍奥氏体球铁铸件异性石墨厚度，具有屏蔽含硫气体的能力，从而使含硫气体很难通过涂料层进入金属液中，减少缩松缩气、气孔、砂眼等缺陷的发生，显著提高了产品的合格率。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨厚度的工艺。
背景技术
近年来,涡轮增压技术不仅广泛用于大中型客车、载重汽车,而且已广泛应用在轿车的发动机上,以增加驱动功率、改善经济性和减少对环境的污染。以往使用的Si-Mo合金球铁已经跟不上涡轮增压技术的发展,高镍奥氏体球铁因具有比Si-Mo合金球铁更好的耐热、耐蚀性而获得广泛应用。然而，高镍奥氏体球体材质涡轮增压壳体内表面异形石墨层厚度普遍较厚，为了避免此类现象的产生，会在砂芯或内芯涂上涂料。传统的涂料虽有一定的效果，使用在高镍奥氏体球铁产品表面异形石墨厚度达到0.6-2mm，影响薄壁件产品使用寿命，而且随着镍含量的增高，流动性下降，容易出现缩松缩气、气孔、砂眼等缺陷。因此，研制一种能够降低高镍奥氏体球铁异形石墨厚度的涂料迫在眉睫。
公告号为CN105312489B的专利公开了一种改善奥氏体球铁铸件内流道片状石墨层的涂料，其成分及各成分的重量百分比如下：锆英粉：50-60%；钠基膨润土3-5%；防腐剂2-3%；消泡剂1-2%；海藻酸钠0.5-2%；α-淀粉1-2%；水玻璃粘结剂1-2%；水30-40%。还提供了一种改善奥氏体球铁铸件内流道片状石墨层的方法，将砂芯浸泡在涂料内，取出之后进行烘干再进行浇注。但是，该发明降低铸件表面片状石墨厚度有限，不够稳定，且没有加入能降低发气量的物质，铸件表面仍会出现气孔、砂眼等缺陷，涂料中各组分之间只是进行简单的搅拌，没有充分混合。
公告号为CN102873267B的专利公开了一种砂型铸造醇基涂料及其制备方法。该涂料的密度为1200-1400kg/m3，由溶质和有机溶剂组成；有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种混合；溶质包括以下重量百分含量的组分：铝矾土60-75%，凹凸棒土1-5%，钠基膨润土0.5-1.5%，无定形石墨2-10%，片状石墨3-15%，铁红2-10%，聚乙烯醇缩丁醛1-5%，表面活性剂0.1-0.5%，分散剂0.1-0.5%，盐酸溶液1-5%。该发明醇基涂料制备工艺简单，稳定性好，但是，该发明不适应于高镍奥氏体球铁，异形石墨的厚度较厚，不符合技术要求，悬浮性能差，不能够屏蔽含硫气体，铸件表面缺陷较严重，产品合格率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，并提供了一种涂料的制备方法，该方法显著降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度，合格率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料由以下重量份数的组分制备：锆英粉30~40份，磷酸三丁酯0.05~0.07份，悬浮剂10~20份，粘结剂1.5~2.2份，松香0.5~0.9份，助剂5~8份，乙醇5~7份，水40~45份。
优选的，所述悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为6~8:1。
优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇树脂。
优选的，所述助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:2.5~4:3.5~5.5。
优选的，所述助剂包括对甲苯磺酸、壬基酚聚氧乙烯醚、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:3:4。
优选的，所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和10~15重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为85-90℃，转速为200-300r/min，搅拌10-20min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌15-30min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150-200r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨8-10h，即得。
优选的，所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料300~500g置于磁力搅拌器中搅拌10-20min，转速为400-800r/min，然后加入120~200g乙醇，保持转速不变，继续搅拌3-5min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后，置于烘箱中烘干，温度为140-180℃，时间为30-40min。
本发明的有益效果是：
本发明以锆英粉和悬浮剂为主要成分，锆英粉以氧化锆和氧化硅为主，具有良好的化学稳定性和耐高温性能，但是单独使用时很容易使铸件粘砂。悬浮剂为高岭土和蛭石粉的混合，高岭土具有较好的耐火性、悬浮性和粘性，蛭石粉具有较好的膨胀性，降低发气量，保温性能优异，能够阻止杂质气体进入铸件表层，从而减少异性石墨层的出现。悬浮剂和锆英粉有机结合，提高涂料的表面强度和抗起泡性能。磷酸三丁酯为消泡剂，粘结剂为聚乙烯醇树脂，具有很好的粘接性和成膜性。松香具有较好的粘结性，与聚乙烯醇树脂相结合，提高涂料的悬浮性。助剂包括对甲苯磺酸、壬基酚聚氧乙烯醚、聚酰亚胺。对甲苯磺酸起固化作用，进一步缩短涂料的表干时间；壬基酚聚氧乙烯醚提高表面活性，改善涂料的润湿性；聚酰亚胺耐高温隔热，提高涂料的耐热性能。
本发明调配一定浓度的专用涂料，使用时需要将涂料用乙醇稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入涂料中，其表面均匀附着一层致密涂层，通过特定的烘芯时间和温度保证涂层均匀致密，从而有效降低高镍奥氏体球铁涡轮壳铸件内表面异形石墨厚度。
本发明的涂料是一种浆状涂料，具有优异的流动稳定性，良好的悬浮性，发气量低。使用本发明的涂料可以改善铸件表面质量，减少粘砂和脉纹风险，可降低薄壁件高镍奥氏体球铁铸件异性石墨厚度，具有屏蔽含硫气体的能力，从而使含硫气体很难通过涂料层进入金属液中，异形石墨层厚度≤0.2mm，特别是散热条件很差的部位，而且减少缩松缩气、气孔、砂眼等缺陷的发生，显著提高了产品的合格率。
说明书附图
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例一的异性石墨的金相组织图。
图2是本发明对比例三的异性石墨的金相组织图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为6:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为200目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:2.5:3.5。
所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和10重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为85℃，转速为200r/min，搅拌20min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌30min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨10h，即得。
所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料300g置于磁力搅拌器中搅拌10min，转速为800r/min，然后加入120g乙醇，保持转速不变，继续搅拌3min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出，确保所述稀释后的涂料完全浸没所述砂芯；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后，置于烘箱中烘干，温度为140℃，时间为40min。
实施例二
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为7:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为250目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:2.5:3.5。
所述涂料的制备方法同实施例一。
所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料500g置于磁力搅拌器中搅拌10min，转速为800r/min，然后加入200g乙醇，保持转速不变，继续搅拌3min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出，确保所述稀释后的涂料完全浸没所述砂芯；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后，置于烘箱中烘干，温度为180℃，时间为30min。
实施例三
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为7:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为300目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:3:4。
所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和12重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为90℃，转速为250r/min，搅拌15min；
S2：待步骤1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌20min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨10h，即得。
所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料400g置于磁力搅拌器中搅拌15min，转速为600r/min，然后加入160g乙醇，保持转速不变，继续搅拌4min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出，确保所述稀释后的涂料完全浸没所述砂芯；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后，置于烘箱中烘干，温度为150℃，时间为40min。
实施例四
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为8:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为200目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:3.5:4.5。
所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和12重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为90℃，转速为300r/min，搅拌10min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌15min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为200r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨8h，即得。
所述涂料的使用方法同实施例三。
实施例五
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为8:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为250目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:4:5。
所述涂料的制备方法同实施例三。
所述涂料的使用方法同实施例三。
实施例六
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成见表1，其中，悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为6:1，高岭土和蛭石粉的粒度均为300目。粘结剂为聚乙烯醇树脂。助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:4:5.5。
所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和15重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为90℃，转速为250r/min，搅拌15min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌20min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨9h，即得。
所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料400g置于磁力搅拌器中搅拌20min，转速为400r/min，然后加入160g乙醇，保持转速不变，继续搅拌5min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出，确保所述稀释后的涂料完全浸没所述砂芯；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后后，置于烘箱中烘干，温度为160℃，时间为35min。
表1 实施例一至六涂料的各组分及重量份数
| 锆英粉 | 磷酸三丁酯 | 悬浮剂 | 粘结剂 | 松香 | 助剂 | 乙醇 | 水 | |
| 实施例一 | 30 | 0.05 | 10 | 1.5 | 0.5 | 5 | 5 | 40 |
| 实施例二 | 32 | 0.05 | 12 | 1.7 | 0.6 | 6 | 5.5 | 41 |
| 实施例三 | 34 | 0.06 | 14 | 1.8 | 0.7 | 6.5 | 6 | 42 |
| 实施例四 | 36 | 0.06 | 16 | 1.9 | 0.8 | 7 | 6.5 | 43 |
| 实施例五 | 38 | 0.07 | 18 | 2 | 0.8 | 7.5 | 7 | 44 |
| 实施例六 | 40 | 0.07 | 20 | 2.2 | 0.9 | 8 | 8 | 45 |
实施例七
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成，包括粘结剂、悬浮剂的配方均同实施例三。但与实施例三不同的是，本实施例的助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺、氟化铝钠，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺：氟化铝钠为1:3:4:2。
所述涂料的制备方法和使用方法均同实施例三。
实施例八
一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成，包括粘结剂、悬浮剂的配方均同实施例六。但与实施例六不同的是，本实施例的助剂包括壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺、氟化铝钠，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺：氟化铝钠为1:4:5.5：3.5。
所述涂料的制备方法包和使用方法均同实施例六。
对比例一
本对比例提供了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成、制备方法及使用方法均同实施例一，但与实施例一不同的是，本对比例的悬浮剂不含蛭石粉。
对比例二
本对比例提供了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成、制备方法及使用方法均同实施例一，但与实施例一不同的是，本对比例不含助剂。
对比例三
本对比例提供了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成、制备方法及使用方法均同实施例一，但与实施例一不同的是，本对比例不含松香和乙醇，制备方法缺少步骤S2。
对比例四
本对比例提供了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成和使用方法均同实施例三，但与实施例三不同的是，本对比例的涂料的制备方法包含以下步骤：
将粘结剂、松香、乙醇、锆英粉和悬浮剂与水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨10h，即得。
对比例五
本对比例提供了一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料的组成和使用方法均同实施例三，但与实施例三不同的是，本对比例的涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和12重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为90℃，转速为250r/min，搅拌15min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌20min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于磁力搅拌器中搅拌，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150r/min，搅拌10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续搅拌10h，即得。
涂料性能测试：本发明测试的涂料为实施例一至八和对比例一至五制备的，并按照各个例子中用乙醇稀释后的涂料，测试结果见表3。
涂料的悬浮性、发气量、高温爆热裂纹等级的测试，参见JBT9226-2008。用实施例一至八和对比例一至五的涂料浸涂砂芯，并进行相同的浇注工艺，对高镍奥氏体球体异形石墨层厚度进行检测，结果见表3，实施例一和对比例三的金相组织图见附图1和附图2。
干燥性测试
将涂料涂至相同的EVA 塑料基底上，涂料厚度为0.5mm，55℃鼓风干燥。在涂层干燥的过程中，每隔30s用毛刷轻轻地刷过涂层表层特定部位，记下掠过区域不再出现清晰痕迹时涂层的烘干时间即为该被测涂料的干燥性能。干燥性能评级标准，见表2。
表2 干燥性能评级标准
| 干燥时间/min | ≤7 | 7~8.5 | 8.5~10.5 | 10.5~13 | ＞13 |
| 干燥性能/级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
表3 实施例及对比例测试结果
| 悬浮性（24h） | 发气量 | 高温爆热裂纹等级 | 干燥性 | 异性石墨厚度 | |
| 实施例一 | 98.8% | 14ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.11mm |
| 实施例二 | 99% | 14ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.10mm |
| 实施例三 | 99.4% | 12ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.08mm |
| 实施例四 | 99.1% | 12ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.09mm |
| 实施例五 | 99.2% | 13ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.10mm |
| 实施例六 | 98.9% | 12ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.09mm |
| 实施例七 | 99.5% | 10ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.04mm |
| 实施例八 | 99.4% | 10ml/g | Ⅰ级 | 1级 | 0.05mm |
| 对比例一 | 89.1% | 21ml/g | Ⅱ级 | 2级 | 0.55mm |
| 对比例二 | 89.7% | 18ml/g | Ⅲ级 | 3级 | 0.42mm |
| 对比例三 | 89.3% | 17ml/g | Ⅱ级 | 2级 | 0.38mm |
| 对比例四 | 89.8% | 18ml/g | Ⅱ级 | 2级 | 0.40mm |
| 对比例五 | 91.8% | 19ml/g | Ⅱ级 | 2级 | 0.44mm |
本发明实施例的测试结果全部符合技术要求，综合性能优异，说明本发明涂料的配方合理，和工艺适配性好。实施例七和八添加了氟化铝钠，涂料的发气量检测数值最低，氟化铝钠能够产生吸附作用，使之不沉淀在铸件表面，从而防止铸件表面积碳的产生，显著降低异形石墨的厚度，减少铸件表面的缺陷。对比例一缺少蛭石粉，涂料的发气量检测数值较高，异形石墨的厚度最厚，说明蛭石粉有助于降低涂料的发气量，有效降低异形石墨的厚度，防止铸件出现气孔、砂眼等缺陷。对比例二不含助剂，涂料的高温爆热裂纹等级和干燥性能均下降明显，说明助剂对提高涂料的耐高温性能和干燥性能具有重要的作用。对比例三缺少松香和乙醇，对比例四改变了松香和粘结剂的配制工艺，这两个对比例的悬浮性能均较差，说明松香与粘结剂有机结合，并搭配本发明的工艺，能够显著提高涂料的悬浮性能。对比例五没有将涂料进行球磨，涂料的综合性能均较差，说明球磨能够使涂料中各组分混合均匀，提高涂料的稳定性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，以覆膜砂为制芯主要材料，配制涂料，其特征在于：使用时先将涂料稀释，采用浸涂方法将涡轮室砂芯浸入稀释后的涂料中，使砂芯表面均匀附着一层致密涂层，所述涂料由以下重量份数的组分制备：锆英粉32~36份，磷酸三丁酯0.05~0.06份，悬浮剂12~16份，粘结剂1.7~1.9份，松香0.6~0.8份，助剂6~7份，乙醇5.5~6.5份，水41~43份；
所述悬浮剂包括高岭土和蛭石粉，重量比高岭土：蛭石粉为6~8:1；
所述粘结剂为聚乙烯醇树脂；
所述助剂包括对壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:2.5~4:3.5~5.5；
所述涂料的制备方法包含以下步骤：
S1：将粘结剂和10~15重量份的水混合后，置于反应釜中，温度为85-90℃，转速为200-300r/min，搅拌10-20min；
S2：待步骤S1中的反应釜内温度降至常温20℃-25℃后，向所述反应釜中加入松香和乙醇，保持转速不变，常温搅拌15-30min，得到混合物Ⅰ；
S3：将锆英粉和悬浮剂与剩余的水混合后置于球磨机中球磨，并依次加入步骤S2得到的混合物Ⅰ和助剂，转速为150-200r/min，球磨10min后，加入磷酸三丁酯，保持转速不变，继续球磨8-10h，即得；
所述涂料的使用方法为：
步骤一：称取所述涂料300~500g置于磁力搅拌器中搅拌10-20min，转速为400-800r/min，然后加入120~200g乙醇，保持转速不变，继续搅拌3-5min，即得稀释后的涂料;
步骤二：将砂芯浸入所述稀释后的涂料中1-2s后取出；
步骤三：将步骤二的砂芯晾至砂芯表层在光照下不再出现亮斑后，置于烘箱中烘干，温度为140-180℃，时间为30-40min。
2.如权利要求1所述的一种降低高镍奥氏体球铁异形石墨层厚度的工艺，其特征在于：所述助剂包括对壬基酚聚氧乙烯醚、对甲苯磺酸、聚酰亚胺，重量比壬基酚聚氧乙烯醚：对甲苯磺酸：聚酰亚胺为1:3:4。
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