CN108787996A - 一种防粘砂铸造涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防粘砂铸造涂料及其制备方法，属于铸造技术领域。本发明选用的耐火骨料，在较低温度下产生不可逆相变且发生较大膨胀，使涂层烧结壳中的粉料颗粒表面烧结更充分，颗粒间由于表面熔融而产生普遍粘连，涂层呈玻璃态，涂层空隙更少、致密度更高，对元素迁移、扩散的屏蔽作用更强，高温转变时产生的高粘度方石英，能抵抗金属液渗透，有利于防止铸件机械粘砂缺陷，并且冷却后由于玻璃态涂料层与铸件金属的线收缩系数差异也较大，加大铸件与涂层界面的切应力，进一步导致涂料层与铸件自行成片剥离，从而得到表面光洁的铸件，生成的莫来石相的热化学稳定性强，不易与酸性和碱性氧化物反应，有利于防止铸件化学粘砂缺陷。

Description

一种防粘砂铸造涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防粘砂铸造涂料及其制备方法，属于铸造技术领域。

背景技术

铸造涂料是用来涂敷到型腔、型芯的表面上，是用来改善铸件的抗金属液的冲刷性、表面的耐火性、化学稳定性、抵抗粘砂的性能和抗粘型性等性能的铸造时必不可少的辅助材料，它主要是由骨料、悬浮剂、载液、粘结剂与特殊的添加剂等组成的。在铸件的生产中，铸造涂料有对铸造有着极其重要的作用。铸件在浇注之前，在型腔表面用刷子涂刷一层涂料，就可以有效地预防铸件砂眼、粘砂和夹砂等一些缺陷，能够有效的提高了铸件的表面质量，降低了铸件的成本。首先涂刷涂料不但能够减少铸件清理的工作量，还可以提高它的表面质量；其次在铸造生产中毫无疑问也是最方便的，最后操作十分简单，成本还很低的一种有效措施。尤为重要是，因为涂刷了涂料，有效的改善了铸件的表面质量，很好的提高了铸件档次，铸件价格就有一定程度的提高，经济效益就越来越明显了。

随着V法造型、消失模铸造、水玻璃砂等一些新的工艺的采用；致使铸件的生产厂家对铸造涂料提出了新的要求。这就促使铸造涂料向商品化与科学化的方向发展，对涂料的要求主要有以下几个方面：

优异的悬浮性与储存能力，水基涂料可以保存6个月没有结块，不发霉；醇基涂料可以保持好性能3个月。（2）涂挂性好，涂料在垂直型壁上能够不发生堆积、不流淌、可以自动消除涂刷时留下的痕迹。（3）比较好的渗透力，确保涂层有合适的渗透深度。（4）涂层要有较高的强度，这就包含粉粒之间相互结合的强度与涂层对型壁的附着的强度。（5）涂层的含固量要高，可以很好的抗金属液的渗透。（6）拥有良好的蓄热特性。当蓄热系数逐渐的变大，铸件的凝固与冷却的速度就会更加的快，就更不会有粘砂等缺陷。（7）热稳定性要好，热稳定性就是涂层不会因为温度的迅速变化而会开裂的性能，在铸造涂料中因为石英粉热膨胀系数大，所以会降低涂料的热稳定性。（8）原料普遍、无毒、无害、而且成本低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对铸件粘砂的缺陷为铸件清理时带来很大的麻烦，也在一定的程度上提高了铸件的成本的问题，提供了一种防粘砂铸造涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种防粘砂铸造涂料，所述铸造涂料由下述重量份原料组成：

100～200份高铝矾土，150～300份滑石粉，60～80份氧化锆，12～15份粘结剂，10～12份烧结剂，10～12份悬浮剂，200～400份溶剂，3～5份消泡剂。

所述高铝矾土、滑石粉、氧化锆、烧结剂是通过干法球磨加工成200～500目的混合粉料。

所述粘结剂为醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合而成。

所述烧结剂为氟化钇或氟化氢铵中的一种或两种。

所述悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土和凹凸棒土中的一种以上的混合物。

所述溶剂为甲醇或乙醇中的任意一种。

所述的一种防粘砂铸造涂料的制备方法，具体步骤为：

（1）取高铝矾土、滑石粉、氧化锆、烧结剂装入球磨机中球磨2～3h，过200～500目筛，得混合粉料；

（2）取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂；

（3）取悬浮剂加入溶剂中搅拌10～15min，再加入粘结剂，搅拌20～30min后加入混合粉料、消泡剂，搅拌15～20min出料，得防粘砂铸造涂料。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明选用高铝矾土、滑石粉、氧化锆作为耐火骨料，在较低温度下产生不可逆相变且发生较大膨胀，使涂层烧结壳中的粉料颗粒表面烧结更充分，颗粒间由于表面熔融而产生普遍粘连，涂层呈玻璃态，涂层空隙更少、致密度更高，对元素迁移、扩散的屏蔽作用更强，高温转变时产生的高粘度方石英，能抵抗金属液渗透，有利于防止铸件机械粘砂缺陷，并且冷却后由于玻璃态涂料层与铸件金属的线收缩系数差异也较大，加大铸件与涂层界面的切应力，进一步导致涂料层与铸件自行成片剥离，从而得到表面光洁的铸件，生成的莫来石相的热化学稳定性强，不易与酸性和碱性氧化物反应，有利于防止铸件化学粘砂缺陷；

（2）本发明涂料在浇注过程中由于与钢水相接触，使得涂料温度接近耐火骨料的耐火度，使涂料发生化学和物理变化，接近铸件的是铁的氧化物，适量的氧化铁在钢水冷却后易与铸件进行分离，达到易剥离的目的，靠近砂型的一部分是未反应涂层，中间部分是铁橄榄石包围着的铝矾土颗粒，它们具有致密的结构，在浇注过程中，钢水首先在高温下与涂料进行反应生成铁橄榄石，但因为钢水温度在浇注过程中降低得很快，所以，在有一定厚度的涂层的砂型上不能完全与涂料反应，然后这些致密的结构能够阻碍钢水渗进砂型，从而有效地防止粘砂。

具体实施方式

取100～200g高铝矾土，150～300g滑石粉，60～80g氧化锆，10～12g烧结剂装入球磨机中球磨2～3h，过200～500目筛，得混合粉料，取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂，取10～12g悬浮剂加入200～400g溶剂中搅拌10～15min，再加入12～15g粘结剂，搅拌20～30min后加入混合粉料和3～5g消泡剂，搅拌15～20min出料，得防粘砂铸造涂料，所述烧结剂为氟化钇或氟化氢铵中的一种或两种，所述悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土和凹凸棒土中的一种或多种的混合物。

实例1

取100g高铝矾土，150g滑石粉，60g氧化锆，10g氟化钇装入球磨机中球磨2h，过200目筛，得混合粉料，取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂，取10g钠基膨润土加入200g溶剂中搅拌10min，再加入12g粘结剂，搅拌20min后加入混合粉料和3g消泡剂，搅拌15min出料，得防粘砂铸造涂料。

实例2

取100g高铝矾土，150g滑石粉，60g氧化锆，10g氟化氢铵装入球磨机中球磨2h，过200目筛，得混合粉料，取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂，取10g钠基膨润土加入200g溶剂中搅拌10min，再加入12g粘结剂，搅拌20min后加入混合粉料和3g消泡剂，搅拌15min出料，得防粘砂铸造涂料。

实例3

取100g高铝矾土，150g滑石粉，60g氧化锆，5g氟化钇，5g氟化氢铵装入球磨机中球磨2h，过200目筛，得混合粉料，取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂，取10g钠基膨润土加入200g溶剂中搅拌10min，再加入12g粘结剂，搅拌20min后加入混合粉料和3g消泡剂，搅拌15min出料，得防粘砂铸造涂料。

对照例：沈阳某公司生产的防粘砂铸造涂料。

将实例及对照例的防粘砂铸造涂料进行检测，具体检测结果如表1。

表1性能表征对比表

检测项目	实例1	实例2	实例3	对照例
					悬浮性24h/%	100	100	100	98
涂刷指数	8.1	7.8	8.3	7.3
					高温爆热裂纹等级	I	I	I	II

由表1可知，本发明制备的防粘砂铸造涂料具有良好的理化性质，致密的结构能够阻碍钢水渗进砂型，从而有效地防止粘砂，提高了产品的产量和品质。

Claims (7)

1.一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述铸造涂料由下述重量份原料组成：

100～200份高铝矾土，150～300份滑石粉，60～80份氧化锆，12～15份粘结剂，10～12份烧结剂，10～12份悬浮剂，200～400份溶剂，3～5份消泡剂。

2.如权利要求1所述的一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述高铝矾土、滑石粉、氧化锆、烧结剂是通过干法球磨加工成200～500目的混合粉料。

3.如权利要求1所述的一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述粘结剂为醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合而成。

4.如权利要求1所述的一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述烧结剂为氟化钇或氟化氢铵中的一种或两种。

5.如权利要求1所述的一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述悬浮剂为钠基膨润土、锂基膨润土、有机膨润土和凹凸棒土中的一种或多种的混合物。

6.如权利要求1所述的一种防粘砂铸造涂料，其特征在于，所述溶剂为甲醇或乙醇中的任意一种。

7.如权利要求1～6任意一项所述的一种防粘砂铸造涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

（1）取高铝矾土、滑石粉、氧化锆、烧结剂装入球磨机中球磨2～3h，过200～500目筛，得混合粉料；

（2）取醇溶性酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比10：1混合，得粘结剂；

（3）取悬浮剂加入溶剂中搅拌10～15min，再加入粘结剂，搅拌20～30min后加入混合粉料、消泡剂，搅拌15～20min出料，得防粘砂铸造涂料。