CN1381321A

CN1381321A - 镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN1381321A
Application number: CN 02110682
Authority: CN
Inventors: 吴国华; 丁文江
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: SHANGHAI AIERSI LIGHT ALLOY CO Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: CN1132709C

Abstract

一种镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法,涂料成分为镁砂粉30－50%、珠光粉20－40%、云母粉15－30%、硅溶胶3－9%、白乳胶1－5%、聚丙烯酰胺0.1－0.8%、羧甲基纤维素钠0.1－0.8%、吸附剂1－6%、阻燃剂0.3－2%。制备时先将吸附剂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺分别加水配成溶液,再与骨料及其他成分混合搅拌而成。本发明的涂料能有效吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物,大大减少铸件的孔隙率,并在铸型－镁液界面间形成还原性保护气氛层,使镁合金表面形成保护膜,阻止氧化进行,防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧,有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。

Description

镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及的是一种镁合金消失模铸造涂料，尤其是一种具有较强阻燃性、吸附性及涂挂性的镁合金消失模铸造涂料及其制备方法，属于金属材料及冶金类技术领域。

背景技术：

由于镁的化学性质很活泼，液态的镁极易和大气中的氧、氮以及铸型中的水、二氧化硅发生反应。反应结果生成的氧化镁、氮化镁等表面膜的致密度系数很低，导热性差，反应放出的大量热量不能迅速散发出去，致使反应界面上的温度迅速升高，温度升高又加速了镁的氧化，加剧镁的燃烧。结果，在铸件表面出现孔洞或氧化皱皮，严重时铸件报废。因此防止浇注过程中镁合金在铸型内的燃烧是提高镁合金铸件质量的关键技术之一。正如文献(胡忠，铝镁合金铸造工艺及质量控制，北京：航空工业出版社，1990)中所述。

在消失模铸造过程中，要在泡沫塑料模样表面涂挂一层涂料，涂料是消失模铸造的关键技术之一，有涂料即铸型之说。浇注过程中泡沫塑料模样会热解为液态及气态产物，这些热解产物必须通过涂层排出型腔，否则会使铸件产生表面缺陷，并可能被卷入镁液中而使铸件产生严重的气孔，严重影响铸件的机械性能。目前尚未见到有关镁合金消失模铸造专用涂料的报道。当前有关消失模涂料的研究过分强调涂料的透气性，但由于在镁合金消失模铸造过程中，因浇注温度较低，模样主要热解为液态产物，为减少镁铸件的气孔，镁合金消失模涂料应有较好的对液态泡沫塑料的吸附能力，并同时具有一定的透气性。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足和镁合金消失模铸造特点，提出一种镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法，使涂料既有利于防止镁合金浇注过程中在铸型内的燃烧，又有较好的对液态泡沫塑料的吸附能力，以便获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。

为实现这样的目的，本发明提供的镁合金消失模铸造阻燃涂料除了以镁砂粉、珠光粉及云母粉的混合物组成的骨料、粘结剂、悬浮剂外，在成分中还加入了一定量的吸附剂和阻燃剂。其具体成分范围为：镁砂粉30-50％、珠光粉20-40％、云母粉15-30％、硅溶胶3-9％、白乳胶1-5％、聚丙烯酰胺0.1-0.8％、羧甲基纤维素钠0.1-0.8％、吸附剂1-6％、阻燃剂0.3-2％。吸附剂可以是凹凸棒粘土、坡缕石粘土等。阻燃剂可以为NH₄BF₄、KBF₄、烷基磺酸钠、硼酸和硫磺等。

镁合金消失模铸造阻燃涂料的制备方法为：先将吸附剂配上10-30份水在胶体磨或球磨机内辗磨1-5小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上10-30份的水在搅拌机内搅拌一定时间制成乙液。将聚丙烯酰胺配上10-20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉和阻燃剂放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1-3小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1-2小时，即可得消失模铸造镁合金阻燃涂料。

使用时，采用浸涂、流涂或刷涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂一层0.5～1mm厚的镁合金消失模铸造阻燃涂料，待其停止滴淌后，放入50-55℃的烘箱中烘干10-24小时后即可使用。

本发明提供的镁合金消失模铸造阻燃涂料具有显著的优点，具有较强的涂挂性和触变性。在使用过程中能够有效地吸附泡沫塑料模样热解产生的液态产物，有利于将模样液态热解产物排出型腔，从而大大减少了消失模铸造镁合金铸件的孔隙率。浇注时，本涂料在铸型-镁液界面间形成了一层还原性保护气氛，并使得镁合金表面形成了一层致密的保护膜，阻止了氧化的进行，防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，有利于获得表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件。镁铸件的表面粗糙度在Ra12.5μm以下。

具体实施方式：

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。实施例1：

镁合金消失模铸造阻燃涂料成分(质量百分数)：镁砂粉30％、珠光粉30％、云母粉25％、硅溶胶4％、白乳胶4％、聚丙烯酰胺0.8％、羧甲基纤维素钠0.7％、坡缕石粘土5％、烷基磺酸钠0.2％、硼酸0.3％。

将坡缕石粘土配上30份水在胶体磨或球磨机内辗磨3小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水在搅拌机内搅拌均匀制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、烷基磺酸钠和硼酸放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌2小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。

使用时，采用浸涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.5mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干24小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。

实施例2：

镁合金消失模铸造阻燃涂料成分(质量百分数)：镁砂粉45％、珠光粉20％、云母粉20％、硅溶胶5％、白乳胶3％、聚丙烯酰胺0.5％、羧甲基纤维素钠0.3％、凹凸棒粘土5％、烷基磺酸钠0.4％、硫磺0.8％。

将凹凸棒粘土配上20份水在胶体磨或球磨机内辗磨4小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、烷基磺酸钠和硫磺放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨2小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。

使用时，采用流涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.8mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干16小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。实施例3：

镁合金消失模铸造阻燃涂料成分(质量百分数)：镁砂粉40％、珠光粉20％、云母粉25％、硅溶胶9％、白乳胶2％、聚丙烯酰胺0.6％、羧甲基纤维素钠0.2％、坡缕石粘土2％、NH₄BF₄0.6％、硫磺0.6％。

将坡缕石粘土配上15份水在胶体磨或球磨机内辗磨2小时，制成甲液。将羧甲基纤维素钠配上20份的水制成乙液。将聚丙烯酰胺配上20份的热水制成丙液。再将镁砂粉、珠光粉、云母粉、NH₄BF₄和硫磺放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨3小时，之后在搅拌机内加适量的水搅拌1.5小时，即可得镁合金消失模铸造阻燃涂料。

使用时，采用刷涂的方法在泡沫塑料模样表面涂挂0.6mm厚的涂料，待其停止滴淌后，放入55℃的烘箱中烘干10小时后使用。涂料的涂挂性、触变性好。该涂料防止了浇注时镁合金在铸型内的燃烧，获得了表面光洁、无氧化皱皮的镁合金铸件，表面粗糙度在Ra12.5μm以下。

Claims

1、一种镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于成分范围为：镁砂粉30-50％、珠光粉20-40％、云母粉15-30％、硅溶胶3-9％、白乳胶1-5％、聚丙烯酰胺0.1-0.8％、羧甲基纤维素钠0.1-0.8％、吸附剂1-6％、阻燃剂0.3-2％。

2、如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于吸附剂为凹凸棒粘土、坡缕石粘土等。

3、如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料，其特征在于阻燃剂为NH₄BF₄、KBF₄、烷基磺酸钠、硼酸和硫磺等。

4、一种如权利要求1所说的镁合金消失模铸造阻燃涂料的制备方法，其特征在于先将吸附剂配上10-30份水在胶体磨或球磨机内辗磨1-5小时，制成甲液，将羧甲基纤维素钠配上10-30份的水搅拌均匀制成乙液，将聚丙烯酰胺配上10-20份的热水制成丙液，再将镁砂粉、珠光粉、云母粉和阻燃剂放入胶体磨或球磨机内，分别加入甲液、乙液、丙液、硅溶胶、白乳胶辗磨1-3小时，之后在搅拌机内加水搅拌1-2小时。