CN1109395A

CN1109395A - 一种离心铸造型桶涂料

Info

Publication number: CN1109395A
Application number: CN 94113409
Authority: CN
Inventors: 杨国明; 张旭瑶
Original assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Current assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Priority date: 1994-12-31
Filing date: 1994-12-31
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2014-12-31
Also published as: CN1038567C

Abstract

本发明公开了一种离心铸造型桶涂料，它由基料、辅料、水组成，其特征在于它的化学成分(重量％) 是将(基料+辅料)作为100％计算，水是(基料+辅料) 总重的100～250％，所述(基料+辅料)的化学成分 (重量％)为：石英或锆英石中任一种：55～95％，高岭石型耐火粘土：3.5～40％，水玻璃或硅溶胶：1～ 5％，碳酸钠或苛性钠：0.1～0.5％，羧甲基纤维素钠： 0.01～0.1％，所述耐火粘土的粒度要求：＜10μm的颗粒不低于45％，其中＜1μm的颗粒不低于1.5％，本发明涂料具有高温稳定性好，溃散性好，能在离心铸造型桶内表面获得麻面涂层等优点。

Description

本发明属于涂料组合物，主要适用于离心铸造Fe-Cr-Ni、Ni-Cr-Fe及Cr-Ni-Fe等耐热合金离心管材的型桶内表面涂层的涂料。

离心铸造合金管材是将熔融金属注入高速旋转的型桶，利用离心力作用形成园管。显然，型桶难以直接承受熔融金属的冲击，往往在型桶内表面涂耐火材料涂层，起到耐热和保护型桶作用，以获得铸管性能达到要求，为此，涂料成为离心铸造的关键技术之一，应具有良好的高温稳定性，不能与熔体发生反应，按触熔体后发气率低;要有良好的分散、悬浮性能，以利均匀的喷涂在型桶内表面;涂层附着力强，但浇注后溃散性好，易脱模。现有技术中离心铸造型桶涂料的高温稳定性差，涂层在离心铸造型桶内表面的附着力强，但溃散性不好，特别是在型桶内表面不能获得麻面涂层，因此表面光滑涂层透气性不好，浇注后散热不良，而且注入钢水在高速离心铸造时，由于摩擦力的降低，离心铸造时会造成“落钢”，厚薄不均匀，影响铸件质量。

本发明的目的在于提供一种高温稳定和隔热性能好，工艺性能优异，可在离心铸造型桶内表面形成麻面涂层的离心铸造型桶涂料。

根据上述发明目的，本发明离心铸造型桶涂料由基料、辅料、水组成，其具体化学成分（重量%）是将（基料+辅料）作为100%计算，水是（基料+辅料）总量的100～250%;所述基料是指石英或锆英石中任一种，所述辅料是由高岭石型耐火粘土、（水玻璃+碳酸钠）或（硅溶胶+苛性钠）中任一种、羧甲基纤维素钠组成;所述（基料+辅料）的具体化学成分（重量%）为：石英或锆英石中任一种：55～95%，高岭石型耐火粘土：3.5～40%，水玻璃或硅溶胶：1～5%，碳酸钠或苛性钠：0.1～0.5%，羧甲基纤维素钠：0.01～0.1%，其中，a、所述高岭石型耐火粘土的具体化学成分要求为（重量%）：Al₂O₃：27～60%，SiO₂：40～70%，Fe₂O₃+Na₂O+K₂O：0～3%，所述高岭石型耐火粘土的粒度要求：＜10μm的颗粒不低于45%，其中＜1μm的颗粒不低于1.5%，b、所述水玻璃Na₂SiO₃，xH₂O中M＝2.5，C、所述硅溶胶要求（重量%）SiO₂≥25%且PH＝8～10.5。

制取本发明涂料的酸碱度要求：PH＝9～11。

本发明涂料所取成分的作用。

基料是指石英（SiO₂）或锆英石（ZrO₂，SiO₂）中任一种，具有高温稳定性和耐热性，与水和辅料混合成为涂料后，可在1250°～1700°温度范围内应用。

辅料是由通常的粘结剂，悬浮剂、表面活性剂加在一起构成，也是本发明的核心，选择具有层状结构的高岭石型耐火粘土，加入水后成为胶体，胶体为双电层结构，即由与胶粒吸附紧密的吸附层和远离胶粒的扩散层所组成，吸附层与胶粒为同种电荷，而扩散层与胶粒为异种电荷，当加入电解质，与吸附层为同类电解质，而与扩散层为异类电解质，能保持双电层的稳定，本发明辅料中选择的碱性电解质具有稳定双电层作用，使胶体增加分散、悬浮、粘结性，加入碱性电解质，实际上是进行离子交换过程，与PH值有关，而PH值是一个容易测量的物理量，便于操作。硅溶胶和水玻璃通常在涂料中起粘结作用，本发明涂料除粘结作用外，更为重要的是稳定胶体作用，羧甲基纤维素钠CMC为有机表面活性剂，加入辅料中起到增稠作用，对涂料起到分散、悬浮作用。

由于高岭石型耐火粘土吸水后膨胀、干燥后收缩，而且颗粒度有严格要求，成分范围较宽，再加上CMC在250℃烘干时分解作用，促进涂层表面麻坑的形成，而且根据需要可调解麻坑的大小，由于麻坑的存在，增加表面摩擦力，对快速形成离心铸管极为有利，所形成的离心铸管表面为乳突状，在高温应用时，增加散热面积，提高热效率。

本发明涂料与现有技术相比，具有如下优点：

1、高温稳定性和隔热性好。将高岭石型耐火粘土加入水，变成胶体，按胶体的稳定性要求，加入碱性电解质，以增加胶体的稳定性。

2、可在离心铸造型桶内表面获得麻面涂层，并且麻面的孔隙度根据需要可调整，麻面涂层的透气性好，浇注后散热快，同时，可贮存由高温引起的结晶水，减少表面气孔。

3、本发明涂料附着力强，但浇注后溃散性好，易脱模。

本发明涂料是通过如下生产方法生产，按所要求的化学成分范围，预先配制好辅料以备用，当使用时与基料和水混合搅拌均匀，达到所需要的粘度即可。辅料的配制方法：将耐火粘土、水玻璃、碳酸钠、水调解至PH＝9～11或将耐火粘土、硅溶胶、苛性钠、水调解至PH＝9～11。

实施例。

1、根据本发明的化学成分范围，配制了五批本发明涂料，其具体化学如表1所示，用流杯法测定五批涂料的粘度，流杯为100ml，出口直径为6mm，流出时间12～16秒，将五批涂料在250℃烘干2小时，在1000℃分别测量其放气量，其放气量及其它性能如表2所示。

2、利用上述配制的第一批涂料，喷涂在型桶内表面，250℃×2小时烘干，用HK40耐热合金做离心铸造试验，获得管壁原为12mm的离心铸管，表面为乳突状，分布均匀，乳突状直径为0.6～1.2mm，高度为0.5～1.0mm，间距0.8～1.5mm。从横截面看铸管，近2mm激冷层，柱状晶为6mm左右，等轴晶为4mm左右，疏松层＜2mm，经加工可以去除，达到质量要求。

Claims

1、一种离心铸造型桶涂料，它由基料、辅料、水组成，其特征在于其具体化学成分(重量%)是将(基料+辅料)作为100%计算，水是(基料+辅料)总量的100～250%；所述基料是指石英或锆英石中任一种，所述辅料是由高岭石型耐火粘土、(水玻璃+碳酸钠)或(硅溶胶+苛性钠)中任一种、羧甲基纤维素钠组成；所述(基料+辅料)的具体化学成分(重量%)为：石英或锆英石中任一种：55～95%，高岭石型耐火粘土：3.5～40%，水玻璃或硅溶胶：1～5%，碳酸钠或苛性钠：0.1～0.5%，羧甲基纤维素钠：0.01～0.1%，其中，a、所述高岭石型耐火粘土的具体化学成分要求为(重量%)：Al₂O₃：27～60%，SiO₂：40～70%，Fe₂O₃+Na₂O+K₂O：0～3%，所述高岭石型耐火粘土的粒度要求：＜10μm的颗粒不低于45%，其中＜1μm的颗粒不低于1.5%，b、所述水玻璃Na₂SiO₃，xH₂O中M=2.5，C、所述硅溶胶要求(重量%)SiO₂≥25%且PH=8～10.5。

2、根据权利要求1所述的涂料，其特征在于PH＝9～11。