[发明专利]叶腊石消失模铸造涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属液态成型技术领域，具体涉及一种叶腊石消失模铸造涂料，本发明还涉及该铸造涂料的制备方法。

背景技术

消失模铸造以其独特的优点，被誉为“绿色铸造技术”和“21世纪的铸造技术”。自上世纪60年代在我国开始应用以来，经过几十年的不断发展，消失模铸造的应用领域不断扩大，获得了良好的经济效益与社会效益。

在消失模铸造中，涂料是关键技术之一。与普通砂型铸造不同，消失模铸造的涂料涂挂在泡沫塑料模表面而不是涂挂在铸型或砂芯上。鉴于消失模铸造与普通砂型铸造的不同，消失模铸造涂料除了应具备普通铸造涂料的使用要求外，还要在以下方面发挥作用，即提高泡沫塑料模样的刚度和强度，保持模样尺寸的稳定性；保持浇注时干砂铸型的稳定性；还要在造型时保护模样的表面不受流砂的冲刷。为此要求消失模铸造涂料具有高的强度、高透气性、良好的涂挂性和触变性，同时还应便于清理，成本低，操作简便。

消失模铸造涂料主要由耐火粉料、粘接剂、溶剂、悬浮剂以及特殊附加物所组成。耐火粉料是涂料的重要组分，其性质决定了涂料的性质。铸造涂料在选择耐火粉料时，要考虑到许多性质，如耐火度、热膨胀系数、高温下化学稳定性以及原材料来源、价格和对人及环境的影响程度等。常用的耐火材料有石墨粉、石英粉、锆英粉、刚玉粉、铝钒土粉、镁砂粉以及它们的混合粉料。

石墨具有很高的耐火性和热稳定性，来源丰富，价格低廉，因此过去一直是砂型铸铁涂料中最常用的耐火粉料。但石墨粉黑而细腻，对人体和环境污染大，不符合环保要求，已经逐渐被其它耐火粉料取代。石英粉来源广泛，成本低廉，有一定耐火度，在涂料中应用较广。石英粉的主要问题是其粉尘容易使人患矽肺病，严重影响操作人员的身心健康，因此不提倡使用。锆英粉具有很高的耐火性和导热性，热膨胀小，热稳定性好，不与氧化铁起化学反应，主要用于大型铸钢件和重要铸件上。锆英粉耐火性能优良，但大量依赖进口，价格居高不下，涂料成本很高；另外，锆英粉的伴生矿粉具有放射性。刚玉粉是良好的耐火材料，但资源短缺，价格昂贵，不利于推广使用。镁砂粉热膨胀小，抗碱性熔渣能力强，但价格比石英粉贵。铝钒土耐火熟料粉热膨胀小、耐火度高，但成本比石英粉高。因此提高铸件质量，开发新的耐火粉料和铸造涂料是当务之急。

叶腊石是我国著名的非金属矿产，资源相对丰富。叶蜡石主要由石英、高岭土、绢云母组成，也有以高岭土或绢云母为主的叶蜡石。叶腊石为晶体结构，属层状硅酸盐矿物，单斜晶系，晶体结构高度无序。其化学结构式为Al₂[Si₄O₁₀](OH)₂，理论化学成分为Al₂O₃28.3％，SiO₂66.7％，H₂O 5.0％。叶蜡石质地细腻，莫氏硬度1.5～2.0，密度2.65-2.90g/cm³，耐火度＞1700℃。叶腊石具有化学稳定性、低热胀性、低热传导性、低导电性、高绝缘性、高熔点、良好的抗腐蚀性等很多特性，从而使其广泛应用于陶瓷、冶金、建材、化工、轻工等工业部门。主要用于耐火材料、陶瓷原料、工艺品和装饰材料、用于人造金刚石工业、玻璃纤维、填料和糖果配料等。其中应用方面中，国外用量最多的是生产耐火材料。如叶蜡石与粘土制成耐火泥浆、耐火涂料、耐火混凝土骨料。