鑄鐵消失模涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄鐵消失模涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鑄造行業(yè)的快速發(fā)展，大型鑄造和精密鑄造與日俱增，鑄件的尺寸、內(nèi)部缺陷 程度控制的愈加嚴(yán)格，加之環(huán)保理念深入人心，對(duì)鑄造行業(yè)的環(huán)保性也提出了更高的要求。
[0003] 傳統(tǒng)鑄造一般是砂型鑄造，生產(chǎn)過(guò)程需要大量樹(shù)脂砂、水玻璃砂，型砂多為樹(shù)脂 砂。在生產(chǎn)過(guò)程中，型砂難以回收再利用，生產(chǎn)時(shí)噪音較大，鑄件復(fù)雜時(shí)需要大量的芯盒；澆 注時(shí)呋喃樹(shù)脂產(chǎn)生大量有害氣體，芯盒在鐵水的沖擊下會(huì)發(fā)生部分位移，影響鑄件的精度； 后期清理產(chǎn)生大量粉塵，勞動(dòng)環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
[0004] 消失模鑄造，是將合成樹(shù)脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA)發(fā)泡塑料制作的模型 填埋在型砂中。填埋型砂前消失模模型涂刷消失模涂料，并烘烤。澆注時(shí)，合成樹(shù)脂發(fā)泡體 發(fā)生碳化并被鐵液分解為氣體，低溫下合成樹(shù)脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA)有機(jī)物排 放量?jī)H占澆注鐵液質(zhì)量的〇. 3%，而砂型鑄造為5%，消失模鑄造產(chǎn)生的有機(jī)物排放時(shí)間短， 地點(diǎn)集中，易收集。采用負(fù)壓抽吸式燃燒凈化處理，燃燒產(chǎn)物凈化后對(duì)環(huán)境無(wú)公害，舊砂回 收率達(dá)96%以上。與傳統(tǒng)鑄造相比：鑄件外觀光滑，無(wú)飛邊毛刺，鑄件精度高，簡(jiǎn)化鑄造工 藝；消除了因取模、合箱引起的制造缺陷，簡(jiǎn)化砂處理過(guò)程；生產(chǎn)過(guò)程污染輕，污染物易控 制和集中處理，后期清理勞動(dòng)強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化和清潔生產(chǎn)。
[0005] 消失模鑄造近似精密鑄造，其中的重點(diǎn)，在于消失模涂料，涂料涂在消失模模型 上，經(jīng)烘烤后，消失模具有一定強(qiáng)度，埋入型砂。澆注時(shí)，消失模分解為氣體排除，消失模涂 料外殼在高溫下，形成堅(jiān)固的殼體，隔離鐵液與型砂的接觸。從物理化學(xué)角度來(lái)講，主要是 利用一些高溫穩(wěn)定性很高的物質(zhì)，通過(guò)物理隔絕來(lái)實(shí)現(xiàn)。但市面上的消失模涂料，大多是應(yīng) 用在鑄件質(zhì)量較小的消失模涂料，應(yīng)用在大型鑄造時(shí)，廢品率較高、鑄件內(nèi)部缺陷較多、冒 口或形狀復(fù)雜處黏砂嚴(yán)重，而應(yīng)用于大型鑄件用消失模涂料價(jià)格又比較昂貴。基于現(xiàn)有商 業(yè)涂料的缺點(diǎn)，研宄高性能、低成本的水基涂料，是今后相關(guān)涂料發(fā)展的必然趨勢(shì)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明提供一種鑄鐵消失模涂料及其制備方法，解決目前將小型鑄件消失模涂料 應(yīng)用在大型鑄造件時(shí)鑄件內(nèi)部缺陷較多、冒口或形狀復(fù)雜處黏砂嚴(yán)重，廢品率較高，改善目 前大型鑄件消失模涂料性價(jià)比不高的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的： 一種鑄鐵消失模涂料，由以下重量份的原料組成：氧化鋁〇. 1-15,氧化鐵0. 1-10,二氧 化硅5-30,鋁礬土 2-20,石英砂10-50,鋯英粉2-15,碳化硅0-10,鉀長(zhǎng)石0. 5-10,硅溶膠 0. 1-5,膨潤(rùn)土 1-5,凹凸棒土0. 1-8,硅酸鎂鋰0. 01-5,焦磷酸鈉0. 01-1，滑石粉0. 1-8,白乳 膠 1-5,黃原膠 0? 1-8,BY粘結(jié)劑 0? 1-5,CMC0? 1-5,苯甲酸鈉 0.01-1，水 30-200。
[0008] 氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅、鋁礬土、石英砂、鋯英粉、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、硅溶膠、膨潤(rùn) 土、凹凸棒土、焦磷酸鈉、滑石粉、CMC、苯甲酸鈉的粒度均為100-300目，硅酸鎂鋰為亞納米 粉料。
[0009] 其制備方法具有如下步驟：①膨潤(rùn)土、凹凸棒土、黃原膠和CMC分別水發(fā)；②將 水發(fā)后黃原膠、CMC混合，加入苯甲酸鈉；③硅酸鎂鋰和焦磷酸鈉混合后，加水制成飽和溶 液；④將①中水發(fā)好的膨潤(rùn)土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均勻后，加入BY粘 結(jié)劑、白乳膠和硅溶膠后混合均勻，然后再加入氧化鋁、氧化鐵、鋁礬土、石英砂、鋯英粉、二 氧化硅、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、滑石粉混合均勻，最后加入③中的物料混合均勻。
[0010] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)加入亞納米硅酸鎂鋰、硅溶膠和活性氧化鋁，使涂層 產(chǎn)生一定程度的小尺寸效應(yīng)，促進(jìn)涂層的高溫?zé)Y(jié)，提高大型鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0011] 本發(fā)明涂料具有優(yōu)異的性能，涂層與消失模模型緊密結(jié)合，確保鑄造精度和變性 量，涂層在高溫下發(fā)生輕微燒結(jié)，在表面形成十分微小的氣孔，可以有效確保合成樹(shù)脂受熱 分解產(chǎn)生的氣體及時(shí)排除，降低內(nèi)部缺陷。經(jīng)檢測(cè)，使用本涂料，鑄件1_內(nèi)最大增碳量小 于0. 01%。本發(fā)明施工方便，可以手刷或噴涂，涂層厚度達(dá)到2-3_時(shí)，就能滿足鑄造過(guò)程的 使用。本發(fā)明的涂料在長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)呈凝膠型，觸變性良好，在使用時(shí)稍加攪拌即可。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明所述的鑄鐵消失模涂料，由以下重量份的原料組成：氧化鋁0. 1-15,氧化 鐵0. 1-10,二氧化硅5-30,鋁礬土 2-20,石英砂10-50,鋯英粉2-15,碳化硅0-10,鉀長(zhǎng)石 0. 5-10,硅溶膠0. 1-5,膨潤(rùn)土 1-5,凹凸棒土 0. 1-8,硅酸鎂鋰0. 01-5,焦磷酸鈉0. 01-1，滑 石粉0. 1-8,白乳膠1-5,黃原膠0. 1-8,BY粘結(jié)劑0. 1-5,CMC0. 1-5,苯甲酸鈉0.01-1，水 30-200。以上固體原料為100-300目。硅酸鎂鋰為亞納米粉料。發(fā)明過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在夏天 時(shí)，用水量較高。
[0013] 其制備步驟如下：①膨潤(rùn)土、凹凸棒土、黃原膠和CMC分別水發(fā)；②將水發(fā)后黃 原膠、CMC混合，加入苯甲酸鈉；③亞納米硅酸鎂鋰和焦磷酸鈉混合后，加水制成飽和溶 液；④將①中水發(fā)好的膨潤(rùn)土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均勻后，加入BY粘 結(jié)劑、白乳膠和硅溶膠后混合均勻，然后再加入氧化鋁、氧化鐵、鋁礬土、石英砂、鋯英粉、二 氧化硅、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、滑石粉混合均勻，最后加入③中的物料混合均勻。
[0014] 實(shí)施例1 : 鑄鐵消失模涂料由以下原料組成：活性氧化鋁2kg，氧化鐵0.5kg，二氧化硅13kg，鋁 鞏土 12kg，石英砂20kg，錯(cuò)英粉4kg，碳化娃1.5kg，鉀長(zhǎng)石1.5kg，娃溶膠3kg，膨潤(rùn) 土 1.5kg，凹凸棒土 1.5kg，亞納米娃酸鎂鋰0.25kg，焦磷酸鈉0.03kg，滑石粉1kg，白 乳膠41^，黃原膠0.51^，8￥粘結(jié)劑11^，010.51^，苯甲酸鈉0.021^，水33.461^。
[0015] 并按以下步驟制備：①膨潤(rùn)土、凹凸棒土、黃原膠和CMC分別水發(fā)；②將水發(fā)后 黃原膠、CMC混合，加入苯甲酸鈉；③亞納米硅酸鎂鋰和焦磷酸鈉混合后，加水制成飽和溶 液；④將①中水發(fā)好的膨潤(rùn)土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均勻后，加入BY粘 結(jié)劑、白乳膠和硅溶膠后混合均勻，然后再加入氧化鋁、氧化鐵、鋁礬土、石英砂、鋯英粉、二 氧化硅、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、滑石粉混合均勻，最后加入③中的物料混合均勻。
[0016] 實(shí)施例2: 鑄鐵消失模涂料由以下原料組成：活性氧化鋁1.5kg，氧化鐵1kg，二氧化硅5kg，鋁 鞏土 3kg，石英砂30kg，錯(cuò)英粉5kg，碳化娃lkg，鉀長(zhǎng)石lkg，娃溶膠2kg，膨潤(rùn)土lkg，凹凸 棒土lkg，亞納米娃酸鎂鋰0. 2kg，焦磷酸鈉0. 02kg，滑石粉2kg，白乳膠3kg，黃原膠0. 3kg， BY粘結(jié)劑 1. 5kg，CMClkg，苯甲酸鈉 0. 02kg，水 40. 46kg。
[0017] 制備方法同實(shí)施例1。
[0018] 實(shí)施例3 : 鑄鐵消失模涂料由以下原料組成：活性氧化錯(cuò)5kg，氧化鐵3kg，二氧化娃15kg，錯(cuò)研dn2kg，石英砂10kg，錯(cuò)英粉8kg，碳化娃5kg，鉀長(zhǎng)石2kg，娃溶膠0.lkg，膨潤(rùn)土lkg，凹凸棒土 lkg，亞納米娃酸鎂鋰2kg，焦磷酸鈉0. 4kg，滑石粉3kg，白乳膠1. 5kg，黃原膠3kg，BY粘結(jié) 劑 0.lkg，CMCO.lkg，苯甲酸鈉 0. 06kg，水 37. 74kg。
[0019] 制備方法同實(shí)施例1。
[0020] 實(shí)施例4 : 鑄鐵消失模涂料由以下原料組成：活性氧化鋁2kg，氧化鐵2kg，二氧化硅8kg，鋁礬土 4kg，石英砂35kg，錯(cuò)英粉3kg，碳化娃lkg，鉀長(zhǎng)石lkg，娃溶膠3kg，膨潤(rùn)土 1. 5kg，凹凸棒土 0. 5kg，亞納米娃酸鎂鋰0. 4kg，焦磷酸鈉0. 05kg滑石粉3kg，白乳膠1. 5kg，黃原膠0. 5kg， BY粘結(jié)劑 0. 5kg，CMCO. 5kg，苯甲酸鈉 0. 3kg，水 33. 15kg。
[0021] 制備方法同實(shí)施例1。
[0022] 其余實(shí)施例的配方如表1，制備方法同實(shí)施例1。
[0023] 表1實(shí)施例配方單位：kg
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鑄鐵消失模涂料，其特征在于由以下重量份的原料組成：氧化鋁0. 1-15,氧化 鐵0. 1-10,二氧化硅5-30,鋁礬土 2-20,石英砂10-50,鋯英粉2-15,碳化硅0-10,鉀長(zhǎng)石 0. 5-10,硅溶膠0. 1-5,膨潤(rùn)土 1-5,凹凸棒土 0. 1-8,硅酸鎂鋰0. 01-5,焦磷酸鈉0. 01-1，滑 石粉0. 1-8,白乳膠1-5,黃原膠0. 1-8, BY粘結(jié)劑0. 1-5, CMC 0. 1-5,苯甲酸鈉0.01-1，水 30-200。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵消失模涂料，其特征在于：氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅、鋁 礬土、石英砂、鋯英粉、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、硅溶膠、膨潤(rùn)土、凹凸棒土、焦磷酸鈉、滑石粉、CMC、 苯甲酸鈉的粒度均為100-300目，硅酸鎂鋰為亞納米粉料。
3. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵消失模涂料的制備方法，其特征在于有如下步驟： ①膨潤(rùn)土、凹凸棒土、黃原膠和CMC分別水發(fā)；②將水發(fā)后黃原膠、CMC混合，加入苯甲酸 鈉；③硅酸鎂鋰和焦磷酸鈉混合后，加水制成飽和溶液；④將①中水發(fā)好的膨潤(rùn)土、凹凸 棒土、②中的物料和其余的水混合均勻后，加入BY粘結(jié)劑、白乳膠和硅溶膠后混合均勻，然 后再加入氧化鋁、氧化鐵、鋁礬土、石英砂、鋯英粉、二氧化硅、碳化硅、鉀長(zhǎng)石、滑石粉混合 均勻，最后加入③中的物料混合均勻。
【專利摘要】一種鑄鐵消失模涂料，由以下重量份的原料組成：氧化鋁0.1-15，氧化鐵0.1-10，二氧化硅5-30，鋁礬土2-20，石英砂10-50，鋯英粉2-15，碳化硅0-10，鉀長(zhǎng)石0.5-10，硅溶膠0.1-5，膨潤(rùn)土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸鎂鋰0.01-5，焦磷酸鈉0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳膠1-5，黃原膠0.1-8，BY粘結(jié)劑0.1-5，CMC？0.1-5，苯甲酸鈉0.01-1，水30-200。本涂料具有優(yōu)異的性能，涂層與消失模模型緊密結(jié)合，確保鑄造精度和變性量，涂層在高溫下發(fā)生輕微燒結(jié)，在表面形成十分微小的氣孔，可以有效確保合成樹(shù)脂受熱分解產(chǎn)生的氣體及時(shí)排除，降低內(nèi)部缺陷。
【IPC分類】B22C3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104550677
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410774667
【發(fā)明人】劉墨, 宋君廣, 辛俊杰, 張進(jìn), 馬林
【申請(qǐng)人】世林（漯河）冶金設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日