CN108746484A - 中温蜡用硅溶胶涂料及其制备方法 - Google Patents

中温蜡用硅溶胶涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中温蜡用硅溶胶涂料，所述硅溶胶涂料含有硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉，其中，相对于10kg的硅溶胶，消泡剂的含量为14‑20mL，润湿剂的含量为20‑30mL，耐火粉的含量为34‑37kg；其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物。本发明得到的硅溶胶涂料具有良好的透气性、清砂性和脱壳性，具有良好的流平性和涂挂性。

Description

中温蜡用硅溶胶涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及精密铸造生产领域，具体地，涉及一种中温蜡用硅溶胶涂料及其制备方法。
背景技术
国际上通用的精铸件生产工艺，它具有较高的铸件质量、较低的返修率，特别适合于表面粗糙度要求高(Ra0.8-3.2)，尺寸精度高(CT3-CT5级)的中小件、特小件(2-1000g)。一般中温蜡配合的是硅溶胶制壳工艺，而低温蜡一般配合的是水玻璃制壳工艺。中温蜡的收缩比低温蜡的要大。且中温蜡是脱水提纯处理，低温蜡是去除皂化物的反应处理，所以低温蜡蜡膏中含有水汽。中温蜡比低温蜡的尺寸要稳定，中温蜡硅溶胶制壳与低温蜡制壳相比具备以下几点优势：
(1)中温蜡精密铸造配合的是硅溶胶制壳工艺，而低温蜡一般配合的是水玻璃制壳工艺。
(2)中温蜡精密铸造的收缩比低温蜡的要大，因为低温蜡蜡膏中含有水汽。
(3)中温蜡精密铸造比低温蜡的尺寸要稳定。
故中温蜡精密铸造由于其特性，因而应用范围比低温蜡广，更适合精密铸造。
但应用于中温蜡的硅溶胶制壳工艺仍存在诸多问题：
由于设备及成本限制，较少应用于中大件(5-100kg)。成本高，其型壳生产成本是水玻璃型壳的8倍。比低温蜡-硅溶胶型壳也高出25％。主要原因是其制壳、蜡模材料成本高，且设备耗电也大得多，设备投资也大。生产周期与低温蜡-硅溶胶型壳相同，比水玻璃及复合型壳长得多。
生产5-50kg的中大件往往要采用中温液态蜡(65-70℃)及高压(4.0-7.0MPa)注蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高，中大件对尺寸精度、表面粗糙度要求也没有小件那么高，故中大件较少采用硅溶胶(中温蜡)型壳。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低成本，提高生产效率，保证铸件尺寸、粗糙度要求的中温蜡用硅溶胶涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种中温蜡用硅溶胶涂料，所述硅溶胶涂料含有硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉，其中，相对于10kg的硅溶胶，消泡剂的含量为14-20mL，润湿剂的含量为20-30mL，耐火粉的含量为34-37kg；其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物。
本发明还提供一种硅溶胶涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：按照前文所述的配比准备好原料；在搅拌桶中先加入润湿剂和消泡剂，然后加入硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入耐火粉，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度。
通过上述技术方案，本发明确定了涂料中硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉的添加比例和添加种类，得到的硅溶胶涂料具有良好的透气性、清砂性和脱壳性，具有良好的流平性和涂挂性。不仅如此，本发明还降低了常规硅溶胶的原料成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种中温蜡用硅溶胶涂料，所述硅溶胶涂料含有硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉，其中，相对于10kg的硅溶胶，消泡剂的含量为14-20mL，润湿剂的含量为20-30mL，耐火粉的含量为34-37kg；其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物。
通过上述技术方案，本发明确定了涂料中硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉的添加比例和添加种类，得到的硅溶胶涂料具有良好的透气性、清砂性和脱壳性，具有良好的流平性和涂挂性。不仅如此，本发明还降低了常规硅溶胶的原料成本。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，所述硅溶胶涂料的粘度为41-51η6/s。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，耐火粉的粒度不大于325目。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，硅溶胶为F-S30快干硅溶胶。不仅能够减少涂料的干燥时间，缩短生产周期，还能够提高熔融石英砂对中温蜡的润湿性，减少粘砂现象，提高铸件外观质量。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的质量比为7:1.95-2.05:0.95-1.05。在这种情况下，熔融石英砂在耐火粉中替代了一部分的锆英粉，而熔融石英砂其热膨胀系数仅为5×10-7/℃，且其价格只有锆英石的1/6，很大程度上降低了生产成本。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，消泡剂为正辛醇。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，在后文的实施例中，为了说明本发明的技术效果，以江苏省海安石油化工厂生产JFC进行说明。
本发明还提供一种硅溶胶涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：按照前文所述的配比准备好原料；在搅拌桶中先加入润湿剂和消泡剂，然后加入硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入耐火粉，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度。
在本发明一种优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，硅溶胶涂料的粘度为41-51η6/s。
在本发明一种更加优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，硅溶胶涂料的粘度为43-47η6/s。
在本发明一种更加优选的实施方式中，为了提高硅溶胶涂料的涂挂性和流平性，优选的，搅拌时间为6-8h。
通过上述技术方案，本发明确定了涂料中硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉的添加比例和添加种类，得到的硅溶胶涂料具有良好的透气性、清砂性和脱壳性，具有良好的流平性和涂挂性。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在下述实施例中，润湿剂为JFC脂肪醇聚氧乙烯醚；消泡剂为正辛醇。
实施例1
在搅拌桶中先加入20mL润湿剂和14mL消泡剂，然后加入10kg硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入36kg耐火粉(粒度不大于325目)，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度为44η6/s。所用粘度计为100ml，直径为6mm，所述耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物，其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的质量比为7:1.95:1.05。
实施例2
在搅拌桶中先加入30mL润湿剂和20mL消泡剂，然后加入10kg硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入34kg耐火粉(粒度不大于325目)，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度为42η6/s。所用粘度计为100ml，直径为6mm，所述耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物，其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的质量比为7:2.05:0.95。
实施例3
在搅拌桶中先加入25mL润湿剂和20mL消泡剂，然后加入10kg硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入37kg耐火粉(粒度不大于325目)，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度为43η6/s。所用粘度计为100ml，直径为6mm，所述耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物，其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的质量比为7:2:1。
对比例1
在搅拌桶中先加入30mL润湿剂和20mL消泡剂，然后加入10kg硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入34kg锆英粉(粒度不大于325目)，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度为43η6/s。所用粘度计为100ml，直径为6mm。
对比例2
在搅拌桶中先加入30mL润湿剂和20mL消泡剂，然后加入10kg硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入34kg耐火粉(粒度不大于325目)，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度为44η6/s。所用粘度计为100ml，直径为6mm，其中，耐火粉为锆英粉和熔融石英砂的混合物，锆英粉和熔融石英砂的质量比为7:3。
应用例1
将清洗干燥好的中温蜡模慢慢浸入涂料搅拌桶中，转动蜡模并上下移动，让涂料充分并均匀湿润模组。
发现实施例1-3和对比例1、对比例2中的流涂性和流平性均较好，其中，实施例2、对比例1和对比例2中的涂料的流涂性和流平性较实施例1和实施例3中较优。其中，实施例2中的流涂性和流平性优于对比例2，与对比例1中的流涂性和流平性接近。
但是，实施例2与对比例1相比，所火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物，而对比例1中的耐火粉采用的是锆英粉，而熔融石英砂的价格只有锆英粉的1/6，超细硅微粉的成本也低于锆英粉，很大程度上降低了生产成本。
可见，结合技术效果和生产成本考虑，本发明中实施例2的技术方案最优。
通过在涂料上撒砂、干燥，制得中温蜡硅溶胶壳模。再采用水浴脱蜡，获得模壳。发现得到的模壳没有分层、走泡和开裂现象。脱壳性能和清砂效果良好。
再通过焙烧得到浇注用铸型。浇注后发现铸件质量稳定，未出现粘砂等质量缺陷。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种中温蜡用硅溶胶涂料，其特征在于，所述硅溶胶涂料含有硅溶胶、消泡剂、润湿剂和耐火粉，其中，相对于10kg的硅溶胶，消泡剂的含量为14-20mL，润湿剂的含量为20-30mL，耐火粉的含量为34-37kg；
其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的混合物。
2.根据权利要求1所述的硅溶胶涂料，其中，所述硅溶胶涂料的粘度为41-51η6/s。
3.根据权利要求1或2所述的硅溶胶涂料，其中，耐火粉的粒度不大于325目。
4.根据权利要求1或2所述的硅溶胶涂料，其中，硅溶胶为F-S30快干硅溶胶。
5.根据权利要求1或2所述的硅溶胶涂料，其中，耐火粉为锆英粉与熔融石英和超细硅微粉的质量比为7:1.95-2.05:0.95-1.05。
6.根据权利要求1或2所述的硅溶胶涂料，其中，消泡剂为正辛醇；
和/或，润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
7.一种硅溶胶涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
按照权利要求1-6任一项所述的配比准备好原料；
在搅拌桶中先加入润湿剂和消泡剂，然后加入硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入耐火粉，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，硅溶胶涂料的粘度为41-51η6/s。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，硅溶胶涂料的粘度为43-47η6/s。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其中，搅拌时间为6-8h。
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