CN111206198A - 一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法 - Google Patents

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周阳
王国祥
李建中
高海燕
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Abstract

本发明提供了一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，包括：清洁步骤：对取样的金属容器进行清洁处理；表面热浸镀步骤：采用熔融的铝或铝合金液体对钢材进行热浸镀；内表面涂层步骤：金属容器表面热浸镀之后，对金属容器内表面进行涂层处理，得到最终金属容器；金属容器材料成分的表征及鉴定步骤：对最终金属容器进行材料成分的表征分析及鉴定。本发明利用热浸镀渗铝和表面处理的方法改善碳钢的耐蚀性和耐热性，有效提高其热导率，实现容器的均匀受热，延长使用寿命。

Description

一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法
技术领域
本发明涉及金属材料加工制造领域，具体地，涉及一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，更为具体地，涉及一种用于储存熔模精铸用蜡料金属容器的制造方法。
背景技术
由于熔模精铸用水溶性蜡料具有一定腐蚀性，与其接触用金属材料制成的蜡料桶易腐蚀并产生表面剥落，结果导致水溶蜡自身被污染，并可能混入蜡模之中，最终影响铸件的品质。
对于金属类容器(通常包括铝、不锈钢、碳钢等材料)，由于其耐高温、强度高、成型性好等特点,目前市场拥有率最高，是蜡料储存及射蜡用料桶的主要原材料。其中渗铝钢，又做“镀铝钢”或“耐候钢”，它是介于铁和不锈钢之间的一种金属材料，是在碳钢表面镀有一层纯铝或含5％～10％硅的铝硅合金钢板。渗铝钢的典型结构是外面一层薄的氧化铝层，然后是铝、硅和钢的金属间化合物层，最内层是钢材料。钢板、钢带和线材均可进行表面渗铝，渗铝层的厚度可达0.05mm。渗铝钢具有优良的抗腐蚀性和耐热性，在450℃下较长时间不变色，最高使用温度可达到750℃；其热反射性能也很好，可将75％左右的辐射热反射掉。是很好的保温材料，而且属于健康环保材质，可安全用作容器内胆。目前国外基本都使用镀铝钢板作为蜡料桶容器内胆，正逐渐成为国内市场主流，有望逐步取代传统镀锌钢板材料制作的蜡料桶容器。
然而尽管该材料性能优异，但其缺点是摩擦系数大，导热性不佳，使得受热不均匀，蜡料受热熔化及射蜡吸铸过程不方便；材料表面硬度低导致料筒表面容易划伤，出现划痕并且容易生锈。因此发展以渗铝钢材料为主的新型蜡料桶容器的制备工艺以及表面处理方法，可有效提高料筒的导热性、稳定性和使用寿命，对熔模精铸的生产、加工具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法。
根据本发明提供的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，包括：
清洁步骤：对取样的金属容器进行清洁处理；
表面热浸镀步骤：采用熔融的铝和/或铝合金液体对金属容器进行热浸镀；
内表面涂层步骤：金属容器表面热浸镀之后，对金属容器热浸镀表面进行涂层处理，得到最终金属容器；
金属容器材料成分的表征及鉴定步骤：对最终金属容器进行材料成分的表征分析及鉴定。
优选地，所述清洁步骤包括：对取样的金属容器表面经过包括碱清洗、酸洗处理，将金属容器表面氧化物清除和/或还原，得到纯净的基体金属容器表面。
优选地，所述表面热浸镀步骤包括：
表面热浸镀步骤M1：在纯净的基体金属容器表面上涂一层助镀剂；
表面热浸镀步骤M2：将涂有助镀剂的金属容器浸入预设温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器；
表面热浸镀步骤M3：将镀后金属容器进行包括表层钝化处理，提高镀层的耐蚀性。
优选地，所述金属容器材料成分的表征及鉴定步骤包括：对最终的金属容器通过包括金相观察、扫描电子显微镜-能谱分析、X射线衍射分析和/或红外光谱分析对金属容器材料进行显微组织成分、晶体结构和/或涂层种类的表征分析及鉴定。
优选地，所述内表面涂层步骤：将聚合物涂料涂覆于金属容器内表面，经烧结处理后，形成内表面涂层。
优选地，所述金属容器包括碳素钢金属容器和/或合金钢金属容器。
优选地，所述表面热浸镀步骤M2包括：将涂有助镀剂的金属容器浸入700～750℃温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器。
优选地，所述聚合物涂料包括聚合物和/或预设量助镀剂。
优选地，所述聚合物涂料包括：环氧酚醛、环氧聚酰胺树脂、环氧树脂涂料和/或聚四氟乙烯。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明利用热浸镀渗铝和表面处理的方法改善碳钢的耐蚀性和耐热性，有效提高其热导率，实现容器的均匀受热，延长使用寿命；
2、本发明方法简单、成本低廉，易于连续作业，可确保钢板与其涂层之间紧密的结合，得到一种具有独特性能的储存蜡料用金属材料；
3、本发明金属材料具有优良的抗腐蚀性和耐热性以及较高的热导率，可以实现料桶的均匀受热，易于蜡料在桶内的流动并有效延长其使用寿命；
4、受热均匀，残余蜡料不易粘附在桶壁。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1所制得样品的金相分析照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本专利提供了一种蜡料用金属容器的制造方法，该金属材料以渗铝钢加涂层为主，利用热浸镀渗铝和表面处理的方法改善蜡料桶容器的耐蚀性和耐磨性，并有效提高其热导率，实现料桶的均匀受热，延长其使用寿命。
本发明提供的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，包括：
清洁步骤：对取样的金属进行清洁处理；
将原始碳钢材料加工成尺寸规则的坯材，使用卷板等工艺制成料桶所需的几何形状；
具体地，所述清洁步骤包括：对取样的金属表面经过包括碱清洗、酸洗处理，将金属容器表面氧化物清除和/或还原，得到纯净的基体金属容器表面。
表面热浸镀步骤：采用熔融的铝和/或铝合金液体对金属容器进行热浸镀；
具体地，所述表面热浸镀步骤包括：
表面热浸镀步骤M1：在纯净的基体金属容器表面上涂一层助镀剂；防止钢件被氧化。所述助镀剂例如K2ZrF6-KCl-LiCl。
表面热浸镀步骤M2：将涂有助镀剂的金属容器浸入预设温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器；
具体地，所述表面热浸镀步骤M2包括：将涂有助镀剂的金属容器浸入700～750℃温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器。该过程中铝扩散到金属容器中，形成一层金属间化合物。最外层铝被氧化，可保护内部基体免受腐蚀和进一步氧化。
表面热浸镀步骤M3：将镀后金属容器进行包括表层钝化处理，提高镀层的耐蚀性。
内表面涂层步骤：金属容器表面热浸镀之后，对金属容器热浸镀表面进行涂层处理，得到最终金属容器；
具体地，所述内表面涂层步骤：将聚合物涂料涂覆于金属容器内表面，经高温烧结处理后，形成内表面涂层。
具体地，所述聚合物涂料包括聚合物和/或预设量助镀剂；所述助剂例如：K2ZrF6-KCl-LiCl。
具体地，所述聚合物涂料包括：环氧酚醛、环氧聚酰胺树脂、环氧树脂涂料和/或聚四氟乙烯。
金属容器材料成分的表征及鉴定步骤：对最终金属容器进行材料成分的表征分析及鉴定。
具体地，所述金属容器材料成分的表征及鉴定步骤包括：对最终的金属容器通过包括金相观察、扫描电子显微镜-能谱分析、X射线衍射分析和/或红外光谱分析对金属容器材料进行显微组织成分、晶体结构和/或涂层种类的表征分析及鉴定。
具体地，所述金属容器包括碳素钢金属容器和/或合金钢金属容器。
以下优选例对本发明作进一步说明：
本实施例是一种蜡料储存容器的制作方法，具体过程如下：
(1)取样与前处理：取铁素体钢材料切割成80*80cm的坯材，使用冲压工艺等加工成圆桶。然后经过KOH碱清洗、HCl酸洗、水洗等处理盒体内外表面，将氧化物清除得到纯净的金属表面。
(2)表面热浸镀：在热浸镀之前，在清洁的桶体表面涂覆一层助镀剂，然后将样品浸于700～750℃温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，抽出后风干。镀后对料桶表层进行钝化处理，以提高镀层产品的耐蚀性等性能。
(3)涂层处理：以聚四氟乙烯为主要原料，配以一定助剂组成聚四氟乙烯涂料，涂覆于容器内表面，经高温烧结处理后，形成容器内表面涂层，作为储存蜡料容器的防粘涂料，使用温度限制在250℃以下。
(4)材料成分的表征及鉴定：对得到的蜡料容器用材料取样，分别进行金相观察，扫描电子显微镜-能谱分析，X射线衍射分析、红外光谱分析等表征。分析材料的显微组织成分、晶体结构以及涂层种类。如图1所示，经分析可知该金属材料为典型渗铝钢结构。附图1中20μm是标尺，和上面的黑线形成放大倍数。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，包括：
清洁步骤：对取样的金属容器进行清洁处理；
表面热浸镀步骤：采用熔融的铝和/或铝合金液体对金属容器进行热浸镀；
内表面涂层步骤：金属容器表面热浸镀之后，对金属容器热浸镀表面进行涂层处理，得到最终金属容器；
金属容器材料成分的表征及鉴定步骤：对最终金属容器进行材料成分的表征分析及鉴定。
2.根据权利要求1所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述清洁步骤包括：对取样的金属容器表面经过包括碱清洗、酸洗处理，将金属容器表面氧化物清除和/或还原，得到纯净的基体金属容器表面。
3.根据权利要求1所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述表面热浸镀步骤包括：
表面热浸镀步骤M1：在纯净的基体金属容器表面上涂一层助镀剂；
表面热浸镀步骤M2：将涂有助镀剂的金属容器浸入预设温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器；
表面热浸镀步骤M3：将镀后金属容器进行包括表层钝化处理，提高镀层的耐蚀性。
4.根据权利要求1所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述金属容器材料成分的表征及鉴定步骤包括：对最终的金属容器通过包括金相观察、扫描电子显微镜-能谱分析、X射线衍射分析和/或红外光谱分析对金属容器材料进行显微组织成分、晶体结构和/或涂层种类的表征分析及鉴定。
5.根据权利要求1所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述内表面涂层步骤：将聚合物涂料涂覆于金属容器内表面，经烧结处理后，形成内表面涂层。
6.根据权利要求1所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述金属容器包括碳素钢金属容器和/或合金钢金属容器。
7.根据权利要求3所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述表面热浸镀步骤M2包括：将涂有助镀剂的金属容器浸入700～750℃温度范围的Al-11％Si熔池中并摇动，预设时间后抽出金属容器并风干，得到镀后金属容器。
8.根据权利要求5所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述聚合物涂料包括聚合物和/或预设量助镀剂。
9.根据权利要求8所述的一种储存精铸用蜡料的金属容器的制造方法，其特征在于，所述聚合物涂料包括：环氧酚醛、环氧聚酰胺树脂、环氧树脂涂料和/或聚四氟乙烯。
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CN103748253A (zh) * 2011-08-24 2014-04-23 新日铁住金株式会社 表面处理热浸镀钢材

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李泉华等: "《热处理实用技术》", 29 February 2000, 机械工业出版社 *

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