CN116099979B - 解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属模具涂料技术领域，具体涉及解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料及其制备方法，以重量份数计，涂料中原料组成如下:二氧化钛：25‑42份、蛭石粉：3‑6份、膨润土：7‑10份、硅藻土：5‑18份、碳酸钙：10‑20份、陶瓷纤维：10‑20份、絮凝剂：1‑6份、氧化镁：1‑2份、纯净水：5‑25份、锶：0.3‑0.5份、钠：0.2‑0.3份、石墨：0.5‑1份、成膜助剂：2‑5份、粘结剂、分散剂5040。本发明解决了现有技术中涂料出现铸件缩松或针孔的问题，具有成本低，使用寿命长，生产工艺简单，省时省力，生产效率高，工序操作简单，成品质量高，综合性能稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及金属模具涂料技术领域，具体涉及解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料及其制备方法。
背景技术
铝合金与钢铁相比，具有密度小，强度高等优点，在航空、汽车、医疗器械、航天等领域都有很大的用量。而铝合金制造模具涂料具有保护金属磨具，利于铸件脱模、提高铸件表面质量、控制型壁界面的热传导速率和改善铸件的成型等优点。其中，铝合金铸造涂料主要由水作为载体，高温粘合剂和耐火材料等配置而成。绝热性能的涂料含有绝热矿物混合材料，如滑石粉云母，硅藻土，二氧化钛等；润滑和导热涂料通常以胶体或半胶体为基材。
现有市场上的铝合金铸造领域的涂料大都是保温型的或者是激冷型的，要么是保温性能好的，要么是激冷效果好。而在铝合金铸件生产过程中，存在保温涂料造成铸件缩松或者针孔类缺陷等问题，尤其厚大件针孔类缺陷在从模具上以及铝液处理、工具、压缩空气方面等等都没有理想的效果，导致铝合金铸件性能差。而现有技术中都未解决这个问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料及其制备方法，解决了现有技术中涂料出现铸件缩松或针孔的问题。本发明具有成本低，使用寿命长，生产工艺简单，省时省力，生产效率高，工序操作简单，成品质量高，综合性能稳定等优点。
本发明所述的一种解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料，以重量份数计，涂料中原料组成如下：
二氧化钛：25-42份、蛭石粉：3-6份、膨润土：7-10份、硅藻土：5-18份、碳酸钙：10-20份、陶瓷纤维：10-20份、絮凝剂：1-6份、氧化镁：1-2份、纯净水：5-25份、锶：0.3-0.5份、钠：0.2-0.3份、石墨：0.5-1份、成膜助剂：2-5份、粘结剂、分散剂5040；
其中，粘结剂质量含量为膏状物含量的10-15%、分散剂5040质量含量为膏状物含量的10-20%；
膏状物为二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁、纯净水、锶、钠、石墨、成膜助剂混合后的膏状物。
所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料，以重量份数计，涂料中原料优选组成如下：
二氧化钛：31份、蛭石粉：5份、膨润土：8份、硅藻土：9份、碳酸钙：15份、陶瓷纤维：17份、絮凝剂：2份、氧化镁：1份、纯净水：9份、锶：0.3份、钠：0.2份、石墨：0.5份、成膜助剂：2份、粘结剂、分散剂5040；
其中，粘结剂质量含量为膏状物含量的10%、分散剂5040质量含量为膏状物含量的15%；
膏状物为二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁、纯净水、锶、钠、石墨、成膜助剂混合后的膏状物。
成膜助剂为乙二醇。
粘结剂为硅溶胶（mSiO2.nH2O）。粘结剂具有调节附着力的作用。
絮凝剂为十二水硫酸铝钾（KAl(SO4)2·12H2O）。
将所述原料搅拌充分反应，搅拌均匀，制作成产品。
所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，步骤如下：
（1）按二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁的顺序加入分散机搅拌，搅拌的过程中陆续加入锶，钠，石墨，成膜助剂，搅拌时间40-50分钟；
（2）搅拌后加入水，搅拌成膏状，再进行高速研磨，研磨速度5000-5500 r/min，研磨30-60分钟；
（3）高速研磨机研磨后进行高速搅拌，高速搅拌过程中加入分散剂5040充分的搅拌；
（4）最后加入粘结剂，持续搅拌200-240分钟；
（5）液压出料得产品。
整个制作过程工作环境温度为15-20℃。
步骤（2）中，研磨时间优选35-50分钟。
步骤（3）为高速研磨后进行高速搅拌，高速搅拌至30-35分钟后加入分散剂5040，再进行充分的搅拌45-50分钟。
步骤（3）高速搅拌速度为1400-1450r/min。
步骤（4）中，加入粘结剂，持续搅拌200分钟。
得到涂料产品采用灌装机进行灌装。
本发明的制备方法中各个参数相互配伍，使得本发明的产品效果更佳。
与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明解决了现有技术中涂料在铸造过程中，易出现铸件缩松或针孔的问题，尤其解决了厚大件针孔类缺陷的问题。本发明具有成本低，使用寿命长。生产工艺简单，省时省力，生产效率高，工序操作简单，成品质量高，综合性能稳定。
附图说明
图1、采用实施例1涂料制备的TZ210前端盖A表面图。
图2、采用实施例2涂料制备的线圈盖板A表面图。
图3、采用实施例3涂料制备的转子支架A表面图。
图4、采用现有技术涂料制备的TZ210前端盖B表面图。
图5、采用现有技术涂料制备的线圈盖板B表面图。
图6、采用现有技术涂料制备的转子支架B表面图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
下列实施例的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备步骤，涂料中所用原料均以重量份数计。
实施例1
解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，步骤如下：
（1）工作环境温度在15℃，按二氧化钛31份、蛭石粉5份、膨润土8份、硅藻土9份、碳酸钙15份、陶瓷纤维17份、絮凝剂2份、氧化镁1份的顺序加入分散机搅拌，搅拌的过程中陆续加入锶0.3份、钠0.2份、石墨0.5份、成膜助剂2份，持续搅拌45分钟。
（2）搅拌后加入纯净水9份，搅拌成膏状；再进行高速研磨，研磨速度5300r/min，研磨45分钟。
（3）高速研磨机研磨后进行高速搅拌，搅拌速度为1440 r/min，高速搅拌至30分钟后加入膏状物质量含量15%的分散剂5040，再进行充分的搅拌50分钟。
（4）最后加入膏状物质量含量10%的硅溶胶，持续搅拌240分钟。
（5）出料得产品进行分装。
实施例2
解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，步骤如下：
（1）工作环境温度在18℃，按二氧化钛28份、蛭石粉3份、膨润土8份、硅藻土10份、碳酸钙12份、陶瓷纤维15份、絮凝剂2份、氧化镁1份的顺序加入分散机搅拌，搅拌的过程中陆续加入锶0.3份、钠0.2份、石墨0.5份、成膜助剂2份，持续搅拌50分钟。
（2）搅拌后加入纯净水18份，搅拌成膏状；再进行高速研磨，研磨速度5500 r/min，研磨50分钟。
（3）高速研磨机研磨后进行高速搅拌，搅拌速度为1440 r/min，高速搅拌至35分钟后加入膏状物质量含量17%的分散剂5040，再进行充分的搅拌45分钟。
（4）最后加入膏状物质量含量12%的硅溶胶，持续搅拌200分钟。
（5）出料得产品进行分装。
实施例3
解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，步骤如下：
（1）工作环境温度在20℃，按二氧化钛35.5份、蛭石粉3份、膨润土8份、硅藻土12份、碳酸钙10份、陶瓷纤维12份、絮凝剂2份、氧化镁1份的顺序加入分散机搅拌，搅拌的过程中陆续加入锶0.3份、钠0.2份、石墨1份、成膜助剂3份，持续搅拌40分钟。
（2）搅拌后加入纯净水12份，搅拌成膏状；再进行高速研磨，研磨速度5500 r/min，研磨60分钟。
（3）高速研磨机研磨后进行高速搅拌，搅拌速度为1440 r/min，高速搅拌至35分钟后加入膏状物质量含量19%的分散剂5040，再进行充分的搅拌45分钟。
（4）最后加入膏状物质量含量15%的硅溶胶，持续搅拌220分钟。
（5）出料得产品进行分装。
下面分别对实施例1-3和现有技术制备的金属磨具涂料进行应用测试。
应用测试1
1.将金属模具涂料取0.5kg加入到气动搅拌机中，再加入2kg的纯净水，按涂料参数表1配比，进行充分地搅拌均匀，搅拌30分钟后，打开搅拌机开关，将搅拌均匀的涂料经80目滤网，流入到喷壶中，使用吸上式w-71口径为1.3mm的喷壶，将涂料均匀的喷到提前预热280-320℃的模具上，控制厚度30um-50um之间。
涂料参数表1
2.低压浇注参数设置按下表2控制。
低压浇注参数表2
以本发明实施例1得到的涂料为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品TZ210前端盖A，TZ210前端盖A表面如图1所示。TZ210前端盖A的厚度为39mm。
以现有技术涂料型号88为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品TZ210前端盖B，TZ210前端盖B表面如图4所示。TZ210前端盖B的厚度为39mm。型号88#生产厂家为先锋铸材有限公司。
应用测试2
1.将金属模具涂料取0.5kg加入到气动搅拌机中，再加入2kg的纯净水，按涂料参数表1配比，进行充分地搅拌均匀，搅拌30分钟后，打开搅拌机开关，将搅拌均匀的涂料经80目滤网，流入到喷壶中，使用吸上式w-71口径为1.3mm的喷壶，将涂料均匀的喷到提前预热280-320℃的模具上，控制厚度30um-50um之间。
2.低压浇注参数设置按下表3控制。
低压浇注参数表3
以本发明实施例2得到的涂料为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品线圈盖板A，线圈盖板A表面如图2所示。线圈盖板A的厚度为41mm。
以现有技术涂料型号88#为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品线圈盖板B，线圈盖板B表面如图5所示。线圈盖板B的厚度为41mm。
型号88#生产厂家为先锋铸材有限公司。
应用测试3
1.将金属模具涂料取0.5kg加入到气动搅拌机中，再加入2kg的纯净水，按涂料参数表1配比，进行充分地搅拌均匀，搅拌30分钟后，打开搅拌机开关，将搅拌均匀的涂料经80目滤网，流入到喷壶中，使用吸上式w-71口径为1.3mm的喷壶，将涂料均匀的喷到提前预热280-320℃的模具上，控制厚度30um-50um之间。
2.低压浇注参数设置按下表4控制。
低压浇注参数表4
以本发明实施例3得到的涂料为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品转子支架A，转子支架A表面如图3所示。转子支架A的厚度为61mm。
以现有技术涂料型号140为原料，采用上述方法参数喷涂，经T6处理加工后制备得到产品转子支架B，转子支架B表面如图6所示。转子支架B的厚度为61mm。型号140生产厂家为瑞邦铸造耐火材料有限公司。
通过对图1和图4、图2和图5、图3和图6三组图进行对比，根据《铝合金铸件目测评定办法》得到，现有技术涂料表面粗糙，针孔明显，而本发明的涂料表面光滑，看不出针孔。得到采用本发明得到的产品明显优于现有技术，所以本发明具有优异的效果和明显的进步。
Claims (7)
1.一种解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料，其特征在于，以重量份数计，涂料中原料组成如下：
二氧化钛：25-42份、蛭石粉：3-6份、膨润土：7-10份、硅藻土：5-18份、碳酸钙：10-20份、陶瓷纤维：10-20份、絮凝剂：1-6份、氧化镁：1-2份、纯净水：5-25份、锶：0.3-0.5份、钠：0.2-0.3份、石墨：0.5-1份、成膜助剂：2-5份、粘结剂、分散剂5040；
其中，粘结剂质量含量为膏状物含量的10-15%、分散剂5040质量含量为膏状物含量的10-20%；
膏状物为二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁、纯净水、锶、钠、石墨、成膜助剂混合后的膏状物；
成膜助剂为乙二醇；
粘结剂为硅溶胶；
絮凝剂为十二水硫酸铝钾。
2.根据权利要求1所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料，其特征在于，以重量份数计，涂料中原料组成如下：
二氧化钛：31份、蛭石粉：5份、膨润土：8份、硅藻土：9份、碳酸钙：15份、陶瓷纤维：17份、絮凝剂：2份、氧化镁：1份、纯净水：9份、锶：0.3份、钠：0.2份、石墨：0.5份、成膜助剂：2份、粘结剂、分散剂5040；
其中，粘结剂质量含量为膏状物含量的10%、分散剂5040质量含量为膏状物含量的15%；
其中，膏状物为二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁、纯净水、锶、钠、石墨、成膜助剂混合后的膏状物；
成膜助剂为乙二醇；
粘结剂为硅溶胶；
絮凝剂为十二水硫酸铝钾。
3.一种权利要求1或2所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）按二氧化钛、蛭石粉、膨润土、硅藻土、碳酸钙、陶瓷纤维、絮凝剂、氧化镁的顺序加入分散机搅拌，搅拌的过程中陆续加入锶，钠，石墨，成膜助剂，搅拌时间40-50分钟；
（2）搅拌后加入水，搅拌成膏状，再进行高速研磨，研磨速度5000-5500 r/min，研磨30-60分钟；
（3）高速研磨机研磨后进行高速搅拌，高速搅拌过程中加入分散剂5040充分的搅拌；
（4）最后加入粘结剂，持续搅拌200-240分钟；
（5）液压出料得产品。
4.根据权利要求3所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，其特征在于，整个制作过程工作环境温度为15-20℃。
5.根据权利要求3所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）为高速研磨后进行高速搅拌，高速搅拌至30-35分钟后加入分散剂5040，再进行充分的搅拌45-50分钟。
6.根据权利要求3所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）高速搅拌速度为1400-1450r/min。
7.根据权利要求3所述的解决铝合金铸件针孔问题的金属模具涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，加入粘结剂，持续搅拌200分钟。
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Denomination of invention: Metal mold coating and its preparation method for solving the pinhole problem in aluminum alloy castings Granted publication date: 20230718 Pledgee: Commercial Bank of China Yiyuan branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: SHANDONG HONGYUAN NEW MATERIALS CO.,LTD. Registration number: Y2024980016699 |