CN111302754B - 一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料及其制备方法 - Google Patents

一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于碳化硅陶瓷材料技术领域，公开了一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，按质量份数计，原料包括以下组分，粉体组分：10‑20份蒙脱石粉、15‑35份石膏粉、20‑35份碳化硅粉、1‑5份滑石粉、2‑8份硅微粉、2‑6份氮化硅粉、0.25‑1份氮化硼粉；结合剂组分：10‑30份有机胶水、1‑2份黄糊精、0.1‑0.5份硅酸钠。能形成紧密包覆消失模(泡沫内芯)的一层功能涂层，此涂层具有较好的亲水性、吸水性，能吸收碳化硅陶瓷浇注料中的水分，有效减少成型坯体内表面气孔、缩孔、气泡和疏松的产生，功能涂层还起到隔离作用，有效防止消失模(泡沫内芯)与成型坯体粘接。

Description

一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于碳化硅陶瓷材料技术领域，特别涉及一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料及其制备方法。
背景技术
碳化硅陶瓷具有密度小、热膨胀系数小、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热导率大以及抗热震等优良特性，有广泛应用领域和前景。氮化硅结合碳化硅陶瓷振动浇注成型工艺是应用于脱硫喷嘴、升液管、陶瓷泵过流部件等异形产品的主流成型工艺，其工艺特点在成型浆料在10％以下水分通过振动成型能具备较好的流动性。在浇注成型中，消失模一般选用泡沫内芯，一般通过泡沫内芯来制作这些异形产品的内腔，但由于泡沫芯不吸水，导致成型坯体的内表面容易出现疏松、气孔或气泡，从而影响产品质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，有效减少坯体内表面疏松、气孔和气泡的产生。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，按质量份数计，原料包括以下组分，粉体组分：10-20份蒙脱石粉、15-35份石膏粉、20-35份碳化硅粉、1-5份滑石粉、2-8份硅微粉、2-6份氮化硅粉、0.25-1份氮化硼粉；结合剂组分：10-30份有机胶水、1-2份黄糊精、0.1-0.5份硅酸钠。
通过采用上述技术方案，蒙脱石是一种黏土矿物，吸水性强。石膏粉硬化后内部具有大量毛细孔隙，有吸湿性。碳化硅粉、氮化硼粉、滑石粉可减少碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料与碳化硅坯体之间的相互粘连，提高阻隔作用。硅微粉、氮化硅粉有助于在消失模表面形成紧密的功能涂层，。通过原料中各组分及含量制作而成的消泡涂料，能在消失模(泡沫内芯)表面形成一层功能涂层，此功能涂层具有较好的亲水性、吸水性和隔离性能，既能吸收碳化硅陶瓷浇注料中的水分，有效减少成型坯体内表面气孔、缩孔、气泡和疏松的产生，又能防止脱模时泡沫内芯与成型坯体粘接，达到优异的脱模效果。
本发明的进一步设置为：有机胶水包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种。
本发明的进一步设置为：原料中还包括水，结合剂组分与水的质量比为1:10-20。
本发明的进一步设置为：在使用时呈浆料状。
本发明的另一个目的在于提供一种碳化硅陶瓷用消失模表面消泡剂涂料的制备方法，包括以下步骤，步骤一，取结合剂组分和水混合，水浴加热溶解，得到混合物；
步骤二，取粉体组分，球磨后过200目筛，混合均匀；
步骤三，将步骤一得到的混合物搅拌均匀后，倒入步骤二的粉体中，再次搅拌均匀，制备成呈浆料状的碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料。
本发明的有益效果是：。
一、碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料使用时均匀涂刷在消失模即泡沫内芯表面，涂层厚度1.3-1.5mm，自然凉干1-3小时后，在25-45℃温度下烘干2-6小时，形成紧密包覆消失模(泡沫内芯)的一层功能层，此功能涂层具有较好的亲水性、吸水性，能吸收氮化硅结合碳化硅陶瓷浇注料中的水分，有效减少成型坯体内表面气孔、缩孔、气泡和疏松的产生。
二、碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料在消失模-泡沫内芯表面形成的消泡层，还起到隔离作用，有效防止消失模(泡沫内芯)与成型坯体粘接。
三、消泡层结合强度高，与泡沫内芯结合紧密，在高频振动的浇注成型过程中不会出现与泡沫内芯脱落的现象。
四、碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料的制造方法简单，制作成本低。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下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1：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，原料各组分及含量如表1所示，其中有机胶水为聚乙烯醇。
碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料的制备方法包括以下步骤，
步骤一，按表1中的配方量取结合剂组分和水混合，水浴加热溶解，得到混合物；
步骤二，按表1中的配方量取粉体组分，球磨后过200目筛，混合均匀；
步骤三，将步骤一得到的混合物搅拌均匀后，倒入步骤二的粉体中，再次搅拌均匀，制备成呈浆料状的碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料
碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料的使用方法为：均匀涂刷在消失模即泡沫内芯表面，涂层厚度1.3-1.5mm，自然凉干1-3小时后，在25-45℃温度下烘干2-6小时。
实施例2：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
实施例3：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例1：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例2：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例3：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例4：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例5：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
对比例6：一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，与实施例1的区别之处在于，原料各组分及含量如表1所示。
表1原料各组分及含量
Figure BDA0002433113560000031
实验部分：
分别取实施例1-3、对比例1-6中制作而成的含有消泡层的泡沫内芯作为消失模，用碳化硅陶瓷材料浇注成型坯体，检查坯体内表面情况，将结果在表2中列出。
表2实验结果
Figure BDA0002433113560000041
从表2的实验结果来看，实施例1-3中的含有消泡层的泡沫内芯作为消失模应用于碳化硅陶瓷浇注成型时，可以有效减少成型坯体内表面气孔、气泡、疏松状现象的形成，同时还能减少泡沫内芯附着在坯体内表面，有利于脱模。对比例1中的原料组分缺少蒙脱石、石膏粉、碳化硅粉，在泡沫内芯表面形成的消泡层的吸水性降低，成型的坯体内表面有气孔。对比例2中的原料组分缺少有机胶水，消泡层与泡沫内芯结合不紧密，有泡沫附着以及有气孔产生。对比例3中原料组分中缺少氮化硼粉，成型坯体内表面会有少量气泡。对比例4中，原料中的结合剂组分缺少黄糊精，成型坯体表面有少量泡沫附着，脱模效果不佳。对比例5中原料缺少硅微粉，成型坯体内表面仍有少量气孔。对比例6中，原料中结合剂组分缺少硅酸钠，成型坯体内表面仍然有少量气孔和少量泡沫附着，经分析为合适量的硅酸钠能提高碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料的浆料体系稳定性，如缺少硅酸钠，会降低体系稳定性导致吸水性及脱模效果不佳。

Claims (5)

1.一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，其特征在于：按质量份数计，原料包括以下组分，
粉体组分：10-20份蒙脱石粉、15-35份石膏粉、20-35份碳化硅粉、1-5份滑石粉、2-8份硅微粉、2-6份氮化硅粉、0.25-1份氮化硼粉；
结合剂组分：10-30份有机胶水、1-2份黄糊精、0.1-0.5份硅酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，其特征在于：有机胶水包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，其特征在于：原料中还包括水，结合剂组分与水的质量比为1:10-20。
4.根据权利要求3所述的一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料，其特征在于：在使用时呈浆料状。
5.一种如权利要求1-4所述的任意一种碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，取结合剂组分和水混合，水浴加热溶解，得到混合物；
步骤二，取粉体组分，球磨后过200目筛，混合均匀；
步骤三，将步骤一得到的混合物搅拌均匀后，倒入步骤二的粉体中，再次搅拌均匀，制备成呈浆料状的碳化硅陶瓷浇注成型用消失模涂料。
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