[发明专利]用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料及制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种铸造用涂料，尤其是涉及一种用于水玻璃砂造型工艺生产 厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料。

【背景技术】

已知在铸造生产中，铸型、芯工作表面质量的好坏将会直接关系到成品铸 件表面质量的优劣，在所述铸型、芯的工作表面涂覆涂料，是保证后期获得质 量优良铸件的重要措施之一。现有的铸造涂料通常为耐火骨料、载液、悬浮剂、 粘结剂、增稠剂和助剂等组份构成的。其中耐火骨料是涂料最主要的组份，它 借助悬浮剂在涂料内悬浮并被均匀地涂覆于铸型芯的工作表面上，当载液挥发 后，粘结剂使骨料干结成致密涂层，以保护铸型、芯的工作表面，耐火骨料的 物理和化学性质在很大程度上决定了涂料的使用效果。铸造涂料根据载液不同 可分为醇基涂料和水基涂料，水玻璃砂型、芯表面通常涂覆的涂料为醇基涂料， 这主要是由于水玻璃砂的硬化机理和抗吸湿性差所决定。水玻璃的基本组成物 是硅酸钠和水，而硅酸钠是SiO₂和Na₂O以不同比例组成的多种化合物的混合体。 需要说明的是水玻璃砂的硬化机理是：首先促使硅酸钠的水解不断进行，以提 高硅酸的浓度；其次硅酸分子聚合成硅酸大分子形成硅酸溶胶；最后硅酸溶胶 发生凝聚形成硅酸凝胶。由于网状结构的硅酸凝胶将砂粒包裹起来使它们连接 在一起，最终使砂型具有一定强度。

生产中通常采用加热和吹入CO₂的方法实现上述过程。加热和吹入CO₂硬化水 玻璃砂是一个脱水的过程，它的工作机理如下，如在砂型或砂芯表面覆盖水基 涂料，硅酸钠强烈吸收涂料中的水，凝胶转化成溶胶，在其周围溶合许多水分 子形成一层水化膜，体积膨大，砂型再度胶液化。再度胶液化的硅酸钠与涂料 层脱水收缩的变化方向刚好相反，相互干扰，当涂料层尚未建立起强度时，已 被再度胶液化的硅酸钠撑开，使涂层产生裂纹。

目前，对采用水玻璃砂造型、制芯工艺生产厚大铸钢件的铸型、芯，通常 在其表面涂覆醇基涂料，所述醇基涂料是以锆英粉为主要耐火骨料。用作涂料 耐火骨料的锆英粉是由锆英石加工而成，粒度在270目以上。由于锆英石主要产 地为澳大利亚、南非和美国，而我国锆英石产地较少，资源有限。近年随着铸 造行业对锆英石或粉需求量的增加，其价格居高不下。锆英石本身不具放射性， 但其伴生矿物独居石、磷钇石、和钍石等具有较强的放射性。锆英石和独居石 的比重、粒度大小相近，都不具备导电性，在选矿时很难将它们彻底分开，我 国的锆英石精矿通常含有少量的独居石。一般情况下，品位越低的锆英石，其 P₂O₅含量越高，独居石的含量也会越多，其放射性强度也就越大。锆英石密度 较大“4.6～4.7”g/cm³，莫氏硬度高“7～8”级，加工成锆英粉配制的醇基涂 料其密度大，若采用一般悬浮剂和混制工艺很难获得优良的悬浮性。

【发明内容】

本发明目的是针对背景技术中的不足，公开了一种用于厚大铸钢件的镁铝 尖晶石粉醇基涂料，本发明所述的醇基涂料采取更换涂料耐火骨料、改变涂料 混制工艺的技术方案，为用水玻璃砂造型、制芯工艺生产厚大铸钢件的铸型、 芯提供一种性能好、成本低的镁铝尖晶石粉醇基涂料。本发明所述的镁铝尖晶 石粉是通过电熔技术合成而来，具备了低膨胀高熔点的特性，满足了作为铸钢 件涂料耐火骨料的要求；并且本发明所述的镁铝尖晶石粉与锆英粉相比具有明 显的价格和资源优势。

为了实现本发明目的采用如下技术方案：

一种用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料，所述醇基涂料的组分按重 量百分比：

镁铝尖晶石粉55～60％；

粘结剂0.5～1.2％；

悬浮增稠剂0.11～0.18％；

悬浮剂1.1～1.8％；

助熔剂2.7～4.2％；

余量为有机溶剂；

所说的用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料，所述镁铝尖晶石粉的粒 度为270～325目、AL2O3≥78％。

所说的用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料，粘结剂为热塑性酚醛树 脂。

所说的用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料，所述悬浮增稠剂为聚乙 烯醇缩丁醛“PVB”。

所说的用于厚大铸钢件的镁铝尖晶石粉醇基涂料，所述悬浮剂为锂基膨润 土。