[发明专利]一种消失模铸造用水基涂料

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及一种消失模铸造涂料领域。

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。

消失模铸造涂料是消失模铸造工艺的两大关键技术之一。涂料的性能直接影响铸件的质量，与传统砂型用铸造涂料有显著不同。传统砂型铸造涂料的主要目的是防止铸件产生机械粘砂和化学粘砂，而消失模铸造用涂料除上述两个作用外，还具有形成和保持铸件空腔的重要作用，因此它必须具有较高的常温强度、高温强度和适宜的高温透气性。

虽然消失模铸造工艺自问世以来得到较快发展，但涂料技术一直困扰着铸件成品率难以较大的提高，其主要原因是由于涂料的质量不能满足消失模铸造工艺的要求。一是常温强度达不到要求，造型时致使模样变形和涂料破损使铸件报废；二是高温强度较低，浇注时出现铸件型腔塌陷、破坏、涂料剥落等使铸件报废；三是涂料没有适宜的高温透气性，过高的透气性导致型腔塌陷，过低的透气性使铸件产生气孔、皱皮、夹渣等铸造缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种消失模铸造用水基涂料，该涂料高温强度和低温强度以及其它性能都满足消失模铸造使用要求，且工艺简单，成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种消失模铸造用水基涂料，该涂料由以重量百分比计的下述组分组成：150-200目莫来石粉15-18％、80-150目石英粉5-8％、200-320目铝矾土12-18％、硅溶胶1.2-1.5％、聚醋酸乙烯乳1.5-3.0％，羧甲基纤维酸钠0.1-0.4％、烷基笨磺酸钠0.15-0.35％、硫酸钠0.15-0.35％、正辛醇0.1-0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.10-0.18％，余量是水。

其中，所述涂料优选组成为：150-200目莫来石粉16-17％、80-150目石英粉6-7％、200-320目铝矾土14-16％、硅溶胶1.3-1.4％、聚醋酸乙烯乳2.4-2.6％，羧甲基纤维酸钠0.2-0.4％、烷基苯磺酸钠0.20-0.30％、硫酸钠0.20-0.30％、正辛醇0.1-0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.14-0.16％，余量是水。

其中，所述涂料最优组成为：150-200目莫来石粉16％、80-150目石英粉6％、200-320目铝矾土15％、硅溶胶1.5％、聚醋酸乙烯乳2.5％，羧甲基纤维酸钠0.3％、烷基苯磺酸钠0.25％、硫酸钠0.25％、正辛醇0.2％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.15％，余量是水。

上述涂料的制备方法为：

a.将莫来石粉、石英粉和铝矾土基料在涂料碾磨设备中搅拌均匀，然后加入总水量的35％的水于基料中，将基料湿润并搅拌开；

b.将硅溶胶、聚醋酸乙烯乳、羧甲基纤维酸钠、烷基苯磺酸钠、硫酸钠、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚依次加入上述已经湿润并搅拌开的基料中，并加入总水量的5％的水于涂料碾磨设备中搅拌30-60min。

c.然后将余量的水于涂料碾磨设备中，并研磨120-180min即可。

选用在基料中以莫来石粉为主是因为莫来石粉的熔点高达1800℃，耐热性能好，莫来石粉热膨胀率低，使用莫来石粉做基料，涂料低温和高温强度好，导热性也好，且莫来石粉蓄热系数高，有利于加快铸件的冷却，细化铸件工作层组织并增加铸件工作层的白口层深度，有利于提高铸件使用寿命。另外还加入石英粉和铝矾土，石英粉熔点达1713℃，且石英粉密度2700kg/m³，铝矾土熔点大于1770℃，基料中加入适量石英粉和铝矾土可改善涂料的悬浮性能。消失模铸造用水基涂料采用150-200目莫来石粉15-18％、80-150目石英粉5-8％、200-320目铝矾土12-18％作为骨料，具有良好的低温和高温强度性能，有利于获得高质量的铸件产品。基料中不加石墨粉、滑石粉和硅藻土，不添加石墨有利于环保，而滑石粉和硅藻土中含有结晶水，在高温金属熔液作用下易分解释放出结晶水而形成水蒸气浸入金属熔液，凝固后易在铸件中形成气孔等铸造缺陷。