CN111715844A - 用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于先烧后浇空壳消失模的陶瓷态涂料，所述陶瓷态涂料包括以下组份：耐火粉料、陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙、磷酸钙、悬浮剂、有机硅防水剂及聚丙烯短纤维，所述耐火粉料的目数为150～240目，所述耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低10～50℃，所述玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低150～300℃，所述耐火粉料的目数为150～240目，所述陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数大于400目，所述聚丙烯短纤维长度为2～10mm，所述陶瓷态涂料高温曝热裂纹等级为I级。本发明所述陶瓷态涂料强度高，用于先烧后浇消失模铸造工艺，烧制除去塑料模样后，形成坚硬的涂料空壳，经震动造型后，不发生垮塌，从根本上解决了消失模铸造工艺中铸件的积碳缺陷。

Description

用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料
技术领域
本发明属于铸造领域，具体涉及一种用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料及其制备方法。
背景技术
消失模铸造工艺采用聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等材料作为造型模样，然后在此类模样上涂敷消失模涂料，涂敷完毕，将湿涂料模型置于消失模烘干窑中进行烘干。烘干后震动造型，周围填满砂子，顶面覆盖塑料以密封腔体，抽真空条件下铁水经过浇注系统浇入模型中，随着温度升高，模样迅速气化并通过涂层抽出系统外，铁水占据原来模样的位置形成铸件。
在实际生产过程中，限制于模样气化速度、抽真空效率、铁水前沿不规律等因素的影响，实际在消失模腔体内，多少残留着一些模样裂解产物，当这些物质包裹在铁水中形成铸件后，则在铸件上表现出碳缺陷。如果碳缺陷发生在铸件工作面上，铸件就要报废。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出一种用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，本发明陶瓷态涂料强度高，用于先烧后浇消失模铸造工艺；，烧制除去塑料模样后得到坚硬的涂料空壳，经震动造型后，不发生垮塌，从根本上解决了消失模铸造工艺中铸件的积碳缺陷。
为解决现有技术的不足，本发明采用的技术方案为：
一种用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，所述陶瓷态涂料按照重量份计包括以下组份：耐火粉料100份、陶瓷粉5～30份、玻璃粉1～10份、磷酸铝1～5份、氟化钙0.1～5份、磷酸钙0.1～5份、悬浮剂3～10份、有机硅防水剂0.01～3份及聚丙烯短纤维0.1～5份。
进一步的，所述耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低10～50℃。
进一步的，所述玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低150～300℃。
进一步的，所述耐火粉料的目数为150～240目。
进一步的，所述陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数大于400 目。
进一步的，所述聚丙烯短纤维的长度为2～10mm。
进一步的，所述陶瓷态涂料高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后所述陶瓷态涂料的抗弯强度≥1.2MP。
如上任一项所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，低速搅拌10～60min；
S2：向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围500～800℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
进一步的，所述S1中的自来水与所述陶瓷态涂料的质量比为1:4～1:1。
进一步的，所述S2中的施涂方式包括刷涂、流涂或浸涂。
与现有消失模铸造工艺技术相比，本发明用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料具有其独特的性能和应用前景。首先，本发明陶瓷态涂料强度高，烘干后涂层形成坚硬陶瓷态，可有效防止施涂涂料后模样在运输过程中因磕碰而发生涂料层掉落的现象，保证涂层完整性；其次，本发明陶瓷态涂料专门用于先烧后浇消失模铸造工艺，泡沫模样在涂敷涂料并烘干后，对模样用喷灯烘烤除去塑料模样，形成涂料硬壳，在烧制过程中形成更高强度的完整空壳；最后，本发明产品在烧制除去塑料模样的空壳经震动造型后，不发生垮塌，然后浇注铁水，从而有效杜绝了发气性物质，因而从根本上解决了消失模铸件的积碳缺陷。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为解决上述存在的不足，本发明采用的技术方案为：
一种用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，所述陶瓷态涂料按照重量份计包括以下组份：耐火粉料100份、陶瓷粉5～30份、玻璃粉1～10份、磷酸铝1～5份、氟化钙0.1～5份、磷酸钙0.1～5份、悬浮剂3～10份、有机硅防水剂0.01～3份及聚丙烯短纤维0.1～5份，所述耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低10～50℃，所述玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低150～300℃，所述耐火粉料的目数为150～240目，所述陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数大于400目，所述聚丙烯短纤维的长度为2～10mm，所述陶瓷态涂料高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后所述陶瓷态涂料的抗弯强度≥1.2MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌10～60min，其中所述自来水与所述陶瓷态涂料的质量比为1:4～1:1；
S2：采用刷涂、流涂或浸涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围500～800℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
实施例一：
耐火粉料100份、陶瓷粉20份、玻璃粉15份、磷酸铝3份、氟化钙3份、磷酸钙3份、悬浮剂6份、有机硅防水剂1份、聚丙烯短纤维3份。其中，耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低30℃，玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低200℃，耐火粉料的目数为200目，陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数600目，聚丙烯短纤维长度为5mm，
经上述方法制得的陶瓷态涂料，高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后陶瓷态涂料的抗弯强度1.49MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入1kg洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入4kg所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌10min；
S2：采用刷涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围500℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
实施例二：
耐火粉料100份、陶瓷粉30份、玻璃粉10份、磷酸铝5份、氟化钙1份、磷酸钙0.份、悬浮剂5份、有机硅防水剂1份、聚丙烯短纤维2份。其中，耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低50℃，玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低150℃，耐火粉料的目数为150目，陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数大于400目，聚丙烯短纤维长度为10mm。
经上述方法制得的陶瓷态涂料，高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后涂料抗弯强度1.63MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入1kg洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入2kg所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌20min；
S2：采用刷涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围600℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
实施例三：
耐火粉料100份、陶瓷粉5份、玻璃粉10份、磷酸铝2份、氟化钙5份、磷酸钙5份、悬浮剂10份、有机硅防水剂3份、聚丙烯短纤维2份。其中，耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低10℃，玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低300℃，所述耐火粉料的目数为240目，陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数为600目，聚丙烯短纤维长度为2mm。
经上述方法制得的陶瓷态涂料，高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后涂料抗弯强度1.35MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入1kg洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入1.4kg 所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌30min；
S2：采用刷涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围700℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
实施例四：
耐火粉料100份、陶瓷粉25份、玻璃粉18份、磷酸铝1.5份、氟化钙0.5 份、磷酸钙5份、悬浮剂3份、有机硅防水剂0.01～3份、聚丙烯短纤维0.1～5 份。其中，耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低25℃，玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低250℃，耐火粉料的目数为200目，陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数为800目，聚丙烯短纤维长度为7mm。
经上述方法制得的陶瓷态涂料，高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后涂料抗弯强度1.27MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入1kg洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入1.2kg 所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌45min；
S2：采用刷涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围750℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
实施例五：
耐火粉料100份、陶瓷粉10份、玻璃粉1份、磷酸铝4份、氟化钙3.5份、磷酸钙4.5份、悬浮剂8份、有机硅防水剂5份、聚丙烯短纤维5份。其中，耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低30℃，玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低250℃，耐火粉料的目数为160目，陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数为800目，聚丙烯短纤维长度为4mm。
经上述方法制得的陶瓷态涂料，高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后涂料抗弯强度1.42MPa。
如上所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入1kg洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入1kg所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，持续低速搅拌60min；
S2：采用刷涂的方式向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围800℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述陶瓷态涂料按照重量份计包括以下组份：耐火粉料100份、陶瓷粉5～30份、玻璃粉1～10份、磷酸铝1～5份、氟化钙0.1～5份、磷酸钙0.1～5份、悬浮剂3～10份、有机硅防水剂0.01～3份及聚丙烯短纤维0.1～5份。
2.根据权利要求1所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述耐火粉料的烧结温度比金属液的浇注温度低10～50℃。
3.根据权利要求1所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述玻璃粉的烧结温度比金属液的浇注温度低150～300℃。
4.根据权利要求1所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述耐火粉料的目数为150～240目。
5.根据权利要求1所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述陶瓷粉、玻璃粉、磷酸铝、氟化钙及磷酸钙的目数大于400目。
6.根据权利要求1所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述聚丙烯短纤维的长度为2～10mm。
7.根据权利要求1至6所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，其特征在于，所述陶瓷态涂料高温曝热裂纹等级为I级，烘烤后所述陶瓷态涂料的抗弯强度≥1.2MP。
8.如权利要求1至7任一项所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：向搅拌罐中加入洁净的自来水，启动搅拌，然后缓慢加入所述用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料，低速搅拌10～60min；
S2：向EPS消失模表面施涂由S1制得的陶瓷态涂料，施涂完毕，放入烘干窑烘干，待烘干后，再次施涂涂料并烘干，如此往复操作，直至涂层厚度＞3mm；
S3：用喷灯对由S2得到的模样进行烘烤，烧除EPS模样，烘烤温度区间范围500～800℃，烘烤使EPS模样烧蚀彻底后，即得到坚硬的涂料空壳，用于后续浇注。
9.根据权利要求8所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，其特征在于，所述S1中的自来水与所述陶瓷态涂料的质量比为1:4～1:1。
10.根据权利要求8所述的用于先烧后浇空壳消失模铸造工艺的陶瓷态涂料的使用方法，其特征在于，所述S2中的施涂方式包括刷涂、流涂或浸涂。
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