CN114226637A - 一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料及其制备方法，所述涂料包括62‑77质量份的耐火骨料、23‑38质量份的铝矾土、4‑6质量份的复合烧结助剂、1.5‑2.5质量份的有机粘结剂、2‑3质量份的无机粘结剂、27‑32质量份的悬浮剂和8‑15质量份的工业酒精。本发明的涂料喷涂于湿型砂铸型浇注铸钢件，无论碳钢还是高合金钢涂料，烧结剥离性均好，铸件无粘砂、无夹砂等缺陷，既适合于湿型砂喷涂自干，也完全适用于树脂砂型(芯)和水玻璃砂型(芯)铸钢用的点燃性涂料。

Description

一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及砂铸造涂料领域，具体涉及的是一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料及其制备方法。

背景技术

湿型砂铸钢是成本低廉、绿色环保、过程控制较容易的铸造工艺，是中小件铸钢的发展趋势。湿型砂铸钢工艺中，由于一定量的膨润土和水分的存在，以及型砂表面强度较弱，而铸钢浇注温度接近1600℃，因此湿型砂浇注铸钢件容易产生粘砂、夹砂、砂眼等铸造缺陷，故一般需要合适的涂料配套。湿型砂铸钢涂料除确保涂层不起皮、不开裂外，最终需要达到防粘砂、防夹砂的目的。人们普遍认为锆英粉涂料是优质上乘的铸钢涂料，但是以锆英粉作为骨料制作的涂料成本价格很高，况且也未必能收到最佳效果。实践证明，只要使铸件表面与型砂的结合界面上形成烧结剥离层，就可以达到防粘砂、防夹砂的目的。所以，形成烧结剥离层是使用铸造涂料的最终目标。是否形成烧结剥离层的主要决定因素是构成铸造涂料中的主要组分——耐火骨料。在涂料使用实践中，并非昂贵的锆英粉就一定是最佳耐火骨料，而是要根据不同的铸造件材质进行合适的涂料骨料配比，并附加适当烧结助剂，所谓“对症下药”，才能达到最佳防粘砂效果，并且成本可大大降低。经过大量实验和工厂一线的实际应用，对于碳钢、低合金钢铸件，刚玉粉和铝矾土的配合可以形成烧结剥离层；对于高合金钢、高锰钢铸件，镁砂粉和铝矾土的配合可以形成烧结剥离层。在上述配伍的基础上辅以适当的烧结助剂，可达到满意的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上问题和要求，提供一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，包括62-77质量份的耐火骨料、32-38质量份的铝矾土、4-6质量份的复合烧结助剂、1.5-2.5质量份的有机粘结剂、2-3质量份的无机粘结剂、27-32质量份的悬浮剂和8-15质量份的工业酒精。

进一步的，所述耐火骨料为刚玉，质量份为62-67。

进一步的，所述耐火骨料为镁砂粉，质量份为72-77。

进一步的，所述耐火骨料为刚玉时，铝矾土为33-38质量份的煅烧82级铝矾土。

进一步的，所述耐火骨料为镁砂粉时，铝矾土为23-28质量份的煅烧85级铝矾土。

进一步的，所述有机粘结剂为树脂和松香中的任意一种或两种。

进一步的，所述无机粘结剂为磷酸盐和硫酸铝中的任意一种或两种。

进一步的，复合烧结助剂包括云母粉、冰晶石粉、氧化铁粉和二氧化钛。

进一步的，所述悬浮剂包括5-6质量份的钠基膨润土、1.5-2.0质量份的季铵盐、17-20质量份的烃类溶剂、1.5-2.0质量份的锂基膨润土、1.5-2.0质量份的水和70-73质量份的工业酒精。

一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料制备方法，包括以下步骤：

步骤1、准备70-73质量份的工业酒精作为备用酒精，将5-6质量份的钠基膨润土与1.5-2.0质量份的季铵盐混合，加入备用酒精中4倍于膨润土质量的工业酒精，高速搅拌分散，存放8小时以上；然后加入备用酒精中2倍于膨润土质量的工业酒精继续搅拌，在搅拌过程中逐步加入17-20质量份的烃类溶剂油，搅拌分散均匀，制得钠土膏液分散体；将锂基膨润土与水混合捏合成膏，密封放置；然后加入备用酒精中8倍于锂土膏质量的工业酒精将锂土膏高速搅拌，胶磨成锂土膏液分散体；将钠土膏液分散体与锂土膏液分散体混合，加入备用酒精中剩余的酒精，高速搅拌分散和胶磨，制得悬浮剂；

步骤2、取27-32质量份步骤1的悬浮剂，加入4-6质量份的复合烧结助剂并搅拌分散得到混合悬浮剂；

步骤3、将1.5-2.5质量份的有机粘结剂和2-3质量份的无机粘结剂粉碎，用8-15质量份的酒精溶解并搅拌成混合液；

步骤4、将62-77质量份的耐火骨料和23-38质量份的铝矾土混合进入碾轮机中混碾，然后加入步骤3的混合液和步骤2的混合悬浮剂混碾1小时以上，出碾后得到湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明的涂料喷涂于湿型砂铸型浇注铸钢件，无论碳钢还是高合金钢涂料，烧结剥离性均好，铸件无粘砂、无夹砂等缺陷，

2.本发明的涂料既适合于湿型砂喷涂自干，也完全适用于树脂砂型(芯)和水玻璃砂型(芯)铸钢用的点燃性涂料。

3.本发明的涂料不含任何苯类有毒成分，亦没有刺激性气味，操作时，生产现场能够保持良好的环境，如点燃干燥，燃烧性好，无刺激性气味、无黑烟。

4.本发明的涂料成本低廉，耐火骨料价格仅为锆英粉骨料价格的1/10-1/3，涂料价格相应降低，大大节约了涂料采购成本。

5.本发明的涂料低收缩，成膜性能好，表面张力小，喷涂于湿型砂铸型上，无任何开裂起皮现象，且有加固型砂表层强度的作用，确保浇注之前不松砂、掉砂。

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例的涂料包括以下质量份的成分：刚玉粉65，铝矾土35，复合烧结助剂5，粘结剂1.5-2，悬浮剂28-32，铁红0.5，工业酒精8-10。涂料存放和使用状态良好，湿型砂碳钢铸型，涂层烧结剥离效果佳，几乎无粘砂现象，铸件表面光洁。

实施例2

本实施例的涂料包括以下质量份的成分：镁砂粉75，铝矾土25，复合烧结助剂5，有机粘结剂1.5-2，无机粘结剂2-3，悬浮剂27-30，工业酒精适量。涂料存放和使用状态良好，湿型砂铸造高铬高镍合金耐热钢，涂层烧结剥离效果佳，几乎无粘砂现象，铸件表面光洁。

对比例1

本对比例的涂料包括以下质量份的成分：刚玉粉55，铝矾土45，复合烧结助剂5，有机粘结剂1.5-2，无机粘结剂2-3，悬浮剂28-32，工业酒精适量。涂料存放和使用状态良好，湿型砂碳钢铸型，但由于骨料比例偏离，涂层烧结剥离效果一般。可见对于湿型砂碳钢铸型，骨料配比为刚玉粉：铝矾土＝(62-67):(33-38)为合适的促烧结的耐火骨料配比，偏离此比例将导致较明显的粘砂缺陷。

对比例2

本对比例的涂料包括以下质量份的成分：镁砂粉100，复合烧结助剂5，有机粘结剂1.5-2，无机粘结剂2-3，悬浮剂26-28，工业酒精适量。涂料存放和使用状态良好，湿型砂铸造高铬高镍合金耐热钢，但由于骨料比例不当，涂层烧结剥离效果一般，在铸件热节部位容易出现粘砂现象。可见对于湿型砂高合金钢铸型，骨料配比为镁砂粉：铝矾土＝(72-77):(23-28)为为合适的促烧结的耐火骨料配比，偏离此比例将导致较明显的粘砂缺陷。

对比例5

本对比例的涂料包括以下质量份的成分：刚玉粉65，铝矾土35，粘结剂1.5-2，悬浮剂28-32，铁红0.5，工业酒精8-10。涂料存放和使用状态良好，湿型砂碳钢铸型，但由于缺少复合烧结助剂，涂层烧结剥离效果一般，与实施例1相比，抗粘砂效果稍差。可见复合烧结助剂也是一个重要影响项，它可辅助耐火骨料形成烧结剥离层，从而达到防粘砂的目的。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，包括62-77质量份的耐火骨料、23-38质量份的铝矾土、4-6质量份的复合烧结助剂、1.5-2.5质量份的有机粘结剂、2-3质量份的无机粘结剂、27-32质量份的悬浮剂和8-15质量份的工业酒精。

2.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述耐火骨料为刚玉，质量份为62-67。

3.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述耐火骨料为镁砂粉，质量份为72-77。

4.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述耐火骨料为刚玉时，铝矾土为33-38质量份的煅烧82级铝矾土。

5.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述耐火骨料为镁砂粉时，铝矾土为23-28质量份的煅烧85级铝矾土。

6.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述有机粘结剂为树脂和松香中的任意一种或两种。

7.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述无机粘结剂为磷酸盐和硫酸铝中的任意一种或两种。

8.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，复合烧结助剂包括云母粉、冰晶石粉、氧化铁粉和二氧化钛。

9.根据权利要求1所述的湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料，其特征在于，所述悬浮剂包括5-6质量份的钠基膨润土、1.5-2.0质量份的季铵盐、17-20质量份的烃类溶剂、1.5-2.0质量份的锂基膨润土、1.5-2.0质量份的水和70-73质量份的工业酒精。

10.一种湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备70-73质量份的工业酒精作为备用酒精，将5-6质量份的钠基膨润土与1.5-2.0质量份的季铵盐混合，加入备用酒精中4倍于膨润土质量的工业酒精，高速搅拌分散，存放8小时以上；然后加入备用酒精中2倍于膨润土质量的工业酒精继续搅拌，在搅拌过程中逐步加入17-20质量份的烃类溶剂油，搅拌分散均匀，制得钠土膏液分散体；将锂基膨润土与水混合捏合成膏，密封放置；然后加入备用酒精中8倍于锂土膏质量的工业酒精将锂土膏高速搅拌，胶磨成锂土膏液分散体；将钠土膏液分散体与锂土膏液分散体混合，加入备用酒精中剩余的酒精，高速搅拌分散和胶磨，制得悬浮剂；

步骤2、取27-32质量份步骤1的悬浮剂，加入4-6质量份的复合烧结助剂并搅拌分散得到混合液悬浮剂；

步骤3、将1.5-2.5质量份的有机粘结剂和2-3质量份的无机粘结剂粉碎，用8-15质量份的酒精溶解并搅拌成混合液；

步骤4、将62-77质量份的耐火骨料和23-38质量份的铝矾土混合进入碾轮机中混碾，然后加入步骤3的混合液和步骤2的混合液悬浮剂混碾1小时以上，出碾后得到湿型砂铸钢用环保型低成本醇基涂料。