CN112692227B

CN112692227B - 用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂及其制备与使用方法

Info

Publication number: CN112692227B
Application number: CN202011614378.2A
Authority: CN
Inventors: 刘玉满; 刘翔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2040-12-30
Also published as: CN112692227A

Abstract

本发明公开了一种用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂及其制备与使用方法，所述强化剂包括如下重量百分比含量的各组分组成：红柱石35%，云母35%，活化碳酸钙7%，叶蜡石7%，氯化镁3%，氧化铁3%，桂林5号添加剂10%。该强化剂原材料资源丰富、价格便宜易获得；中性偏弱碱性，洁净无毒，无需配加任何防腐剂；添加了这种强化剂的铸造涂料能改善铸件清理的劳动条件和工作环境，实现少无粉尘污染；提高铸件清理工效，降低铸件清理成本；具有铸铁、铸钢生产通用性，简化涂料配用的管理；高温热固收缩率相当于铸钢收缩率5～7倍、铸铁收缩率10～12倍，迫使不粘砂的涂层成片自行脱壳而无尘剥落。

Description

用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂及其制备与使用方法

技术领域

本发明涉及铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳剂领域，尤其是一种用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂及其制备与使用方法。

背景技术

铸造生产离不开抗粘砂涂料，自有铸造史以来，人们就十分注重铸造涂料的抗粘砂成片脱壳剥离性能的探求。国内外传统的或现行的铸造涂料主要分为铸铁和铸钢两大类，铸铁涂料多采用还原型，这种还原型涂料即使再高的抗粘砂性的石墨也不可能从铸件表面成片状脱壳剥落，而是以粉末状靠抛丸或钢丝刷清理，故粉尘弥散，污染严重，耗费甚高而工效甚低；铸钢件涂料多采用烧结型，而烧结的原理与前提条件是钢液表面产生足量的氧化铁膜层，这对于薄壁或小型铸钢件是难以实现的，而大型铸钢件的涂料却因涂料层抗粘砂抗钢液浸润性欠佳，即使涂料层已向烧结层转化不一定能脱壳易清理。所谓脱壳，就是完全不粘砂的涂料层形成坚硬的片状似鸡蛋剥壳那样轻松而光洁脱落，这样不仅生产效率倍增，打磨清理工费成倍下降，而且从根本上最大限度减少了清理粉尘的污染，是保护工人健康和解放铸造劳动生产力最根本的有效措施。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂及其制备与使用方法，这种强化剂原料易得，成本低廉，制备工艺简便，使用时加入到现有的铸造涂料中，对涂料层有极大的促进在高温下硬化而强度增加的功效，能有效提高涂料的涂挂性、悬浮性、透气性、耐高温冲刷性及抗粘砂成片脱壳性；改善铸件清理的劳动条件和工作环境，实现少无粉尘污染。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂，包括如下重量百分比含量的各组分组成：

红柱石30-40%，

云母30-40%，

活化碳酸钙5-9%，

叶蜡石3-9%，

氯化镁3-7%，

氧化铁2-4%，

桂林5号添加剂8-12%。

优选地，包括如下重量百分比含量的各组分组成：

红柱石35%，

云母35%，

活化碳酸钙7%，

叶蜡石7%，

氯化镁3%，

氧化铁3%，

桂林5号添加剂10%。

上述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的制备方法，包括如下步骤：

各组分过200目筛，粒度为200目；

将所有组分混合，搅拌均匀。混合料密度2.5g/cm³，配制成本约1160元/吨。

上述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的使用方法，所述强化剂按20～25%的重量比与普通抗粘砂粉状涂料混合，加适量水搅拌均匀；

所述普通抗粘砂粉状涂料指铸铁或铸钢普通抗粘砂粉状涂料。

进一步地，所述适量水是指水与所述强化剂加上普通抗粘砂粉状涂料混合后的粉料重量比为0.8～1:1。

进一步地，所述铸铁或铸钢普通抗粘砂粉状涂料不含乳白胶、水玻璃和甲醛。在与本强化剂配用时，不允许混加对涂料透气性有破坏作用的乳白胶和水玻璃，不允许使用破坏环保的甲醛溶液。

各组分物化性能分析：

红柱石，化学组成为Al₂(SiO₄)O，中性，正交（斜方）晶系典型的低级热变质作用成因的铝硅酸盐矿物，比重3.1g/cm³，加热至1300℃变为莫来石，它的晶体破碎（粉料）时将产生高能组合优势的阳离子Al³⁺、Fe²⁺，pH值为7.2，耐火度达1800℃以上，膨胀稳定具极强的抗化学腐蚀性，是冶炼工业高级耐火材料。

云母，化学式为KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂，中性，密度2.8g/cm³，熔点1750～1800℃，莫氏硬度仅2～2.8，1050℃以上改变结构，质软细腻，致密性好，抗钢铁水浸润性强，是六方形片状晶体，晶体内部为层状结构，抗强酸强碱，抗氧化，不吸潮，在急剧变化的高温条件下能保持原有的强度，热膨胀系数小，附着力强，抗压强度高。

活化碳酸钙，化学式为CaCO₃，中性，密度2.0g/cm³，粒子表面吸附一层脂肪酸皂，具有补强性和一定的抗张强度及胶体活化性能，在825℃以上分解为CaO+CO₂，而CaO的耐火度高达2570℃，具有强抗粘砂性和利于涂层产生透气微孔，历史悠久的“70铸造砂”就是碳酸钙砂，极易脱落清理，且其高温下由中性转化为碱性极有利于消除铸件的皮下气孔缺陷；CaCO₃分子量为100，100gCaCO₃分解产生44g CO₂，涂层中因CO₂的析出而留下了透气微孔，有利于提高涂层的透气性和涂料清理脆落性。

叶蜡石，化学组成为Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂，中性，滑腻感，密度2.65g/cm³，熔点1690℃，烧失量5%，在1350℃高温下转化为莫来石+石英，膨胀率仅1.2～1.5%，化学性能稳定，具很强的抗酸抗碱性和耐热性，是隐晶质块片状集合体，而硬度、强度随加热温度升高而升高，可成片剥落，广泛用于合成金刚砂制品。

氯化镁，化学式为MgCl₂，中性，广泛用于陶瓷工业的一种提高硬度的促瓷化辅料，有凝胶作用，如常用的“卤水（氯化镁）点豆腐”。

氧化铁，化学式为Fe₂O₃，中性（严格地说具有两性，但转化困难，在微偏碱性的涂料中其两性可以忽略不计，视为中性），密度5.0～5.2g/cm³，熔点1565℃，有强遮盖力，耐高温，耐碱，具有氧化性（高温1565℃分解为：Fe₂O₃+3CO₂ ^高温 2Fe+3CO₂），这对于涂料层烧结瓷化有促进作用。

桂林5号添加剂（已向国内外公开发布了十余年的涂料复合粘结剂商品，全国广泛使用），起粘合、悬浮和良好涂挂性作用，具有较高的干强度和高温强度。

本发明的特点：

1.本发明强化剂组分全部是资源丰富、廉价易得的矿物粉和无机粉料，无毒无污染、无腐蚀、无公害的常用耐火材料，实际上也是铸造涂料中常见常用的耐火骨料和粘结剂；

2.常规铸造涂料中加入本发明的强化剂后，对涂料层有极大的促进和加速高温下硬化并强度增加的功效，这恰恰是涂料层成片脱壳剥落的重要条件；

3.本强化剂的粒度为200目，密度2.5g/cm³，与常用的涂料骨料粉的粒度和密度也相当，使用量占涂料粉态物总重量比的20～25%，没有增加涂料配制的成本，而且有效提高了涂料的涂挂性、悬浮性、透气性、耐高温冲刷性、抗粘砂成片脱壳性。

本发明的优点：

1.这种强化剂原材料均属国家资源丰富、价格便宜易获得的粉料；

2.这种强化剂中性偏弱碱性，洁净无毒，无需配加任何防腐剂；

3.添加了这种强化剂铸造涂料能改善铸件清理的劳动条件和工作环境，实现少无粉尘污染；

4.提高铸件清理工效，降低铸件清理成本；

5.具有铸铁、铸钢生产通用性，简化涂料配用的管理；

6.高温热固收缩率相当于铸钢收缩率5～7倍、铸铁收缩率10～12倍，在铸件冷却过程迫使不粘砂的涂层成片自行脱壳而无尘剥落。

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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例：

红柱石35%，

云母35%，

活化碳酸钙7%，

叶蜡石7%，

氯化镁3%，

氧化铁3%，

桂林5号添加剂10%。

所述桂林5号添加剂采用公开号为CN102632196B的发明专利所述的桂林5号添加剂。

所述强化剂的制备方法，包括如下步骤：

各组分过200目筛，粒度为200目；

将所有组分混合，搅拌均匀。混合料密度2.5g/cm³。

所述强化剂的使用方法，所述强化剂按20～25%的重量比与普通抗粘砂粉状涂料混合，加适量水搅拌均匀；

所述铸铁或铸钢普通抗粘砂粉状涂料不含乳白胶、水玻璃和甲醛剧毒物。

所述适量水是指水与所述强化剂加上普通抗粘砂粉状涂料混合后的粉料重量比为0.8～1:1。

所谓“按20～25%重量比与常规普通粉状涂料混合加适量水搅拌”是指常规的铸铁涂料或碳钢涂料，“适量水”是指铸造涂料常规浓度下的配水量，“常规浓度”实际上范围比较大，不同的操作条件而“常规浓度”有别。本发明在做实验时，“适量水”是指水与粉料总重量比为0.8～1:1范围。

实验检测：

本强化剂用于水基铸造涂料，其单独在1000℃烘烤下，莫氏硬度达5级，抗拉强度1.2MPa，收缩率10%以上，相当于铸钢收缩率5～7倍和铸铁收缩率10～12倍。按20%重量比与常规普通粉状涂料混合加适量水搅拌均匀适用于铸铁或碳钢消失模铸造，浇注后铸件冷却至500℃以下时，由于涂料层与钢铁铸件收缩率的巨大差异而使涂料层成硬片状脱壳剥落，无粉尘污染。改变了常规普通涂料粉状脱落严重污染环境和难以清理的状况。

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形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂，其特征在于，包括如下重量百分比含量的各组分组成：

红柱石30-40%，

云母30-40%，

活化碳酸钙5-9%，

叶蜡石3-9%，

氯化镁3-7%，

氧化铁2-4%，

桂林5号添加剂8-12%。

2.根据权利要求1所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂，其特征在于，包括如下重量百分比含量的各组分组成：

红柱石35%，

云母35%，

活化碳酸钙7%，

叶蜡石7%，

氯化镁3%，

氧化铁3%，

桂林5号添加剂10%。

3.权利要求1或2所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

各组分过200目筛，粒度为200目；

将所有组分混合，搅拌均匀。

4.权利要求1或2所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的使用方法，其特征在于，所述强化剂按20～25%的重量比与普通抗粘砂粉状涂料混合，加适量水搅拌均匀。

5.根据权利要求4所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的使用方法，其特征在于，所述普通抗粘砂粉状涂料指铸铁或铸钢普通抗粘砂粉状涂料。

6.根据权利要求4所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的使用方法，其特征在于，所述适量水是指水与所述强化剂加上普通抗粘砂粉状涂料混合后的粉料重量比为0.8～1:1。

7.根据权利要求5所述的用于铸造涂料抗粘砂成片剥离脱壳的强化剂的使用方法，其特征在于，所述铸铁或铸钢普通抗粘砂粉状涂料不含乳白胶、水玻璃和甲醛。