[发明专利]一种砂型铸造醇基涂料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于砂型铸造技术领域，具体涉及一种砂型铸造醇基涂料及其制备方法。

背景技术

随着铸造工业的发展，对铸造工件表面质量的要求越来越高。为了提高砂型铸件的表面质量，通常在铸型（芯）工作表面上涂覆一层铸造涂料。铸造涂料是一种耐火涂层，其主要功能是阻断熔融金属与砂型（芯）表面的直接接触，消除金属液与砂型（芯）表面发生物理或化学反应；有效防止和减少逐渐表面粘砂，夹砂、砂眼等缺陷；提高铸型（芯）表面强度；控制铸件冷却速度，防止铸件产生缩孔、裂纹缺陷；使铸件表面合金化和晶粒细化，调整铸件表面成分和表面组织，提高逐渐的使用性能，延长铸件的使用寿命；降低铸件表面粗糙度；可以说铸造涂料的质量高低是影响铸件是否粘砂、夹砂及铸件表面光洁度、铸件尺寸精度的最直接因素。因此，铸造涂料在铸件生产中对改进铸件质量和提高经济效益两方面都有积极的意义。

铸造涂料种类繁多，大体可以分为两类：水基涂料和醇基涂料。其中醇基涂料在涂覆后经点燃既可固化，与各种自硬化砂工艺配合使用，可不需烘干，能缩短生产周期，简化工艺，节约能源，减少烘干设备投资，是被铸造界广为使用的一种快干涂料，已广泛应用于钢、铁、有色铸件的生产中。

如中国专利申请（申请号：03128100.1）公开了一种醇基及水基系列铬铁矿粉防渗透粘砂铸造涂料，其特征在于用铬铁矿砂制备砂型用铸造涂料，其成分质量百分比为：粒度粗于280目铬铁矿砂10~100%，280~235目各类辅助耐火粉料分别为0~90%，粘结剂1.0~3.0%、悬浮剂1.5~6.0%、增稠剂0.15~0.5%，载体可为水或乙醇、甲醇或异丙醇等。中国专利（申请号：200910046096）公开了一种用于大型铸件的锆英粉醇基涂料，耐火骨料采用含ZrO₂65%以上锆英粉，涂料粘结剂采用氧化松香树脂和热塑酚醛树脂0.5~0.8%；而中国专利（201110053626.5）公开了一种铸造用的高渗透性防粘砂涂料，其特征是该涂料以锆英粉、铬铁矿粉中的一种或两种的混合物作为耐火骨料，加入0.5~2.5%酚醛树脂、氧化松香和硅酸乙脂中一种或两种以上的混合物作为粘结剂，乙醇作为涂料的载体。

但这些产品普遍存在以下缺陷：1、涂料的贮存性稳定性较差，贮存过程中容易沉淀结块，造成粘度下降。2、高温涂层强度差，涂层易开裂、脱落，钢水容易突破涂层渗进砂型，产生夹砂。因此有必要开发出优质的醇基铸造涂料以解决现有技术中的上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种防止高温时的粘砂、夹砂，提高铸件表面光洁度和铸件尺寸精度的砂型铸造醇基涂料，该涂料制备工艺简单，稳定性好，易于贮存。

为了达到上述目的，本发明提供了一种砂型铸造醇基涂料，该涂料的密度为1200-1400kg/m³，由溶质和有机溶剂组成；其中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种混合；溶质包括以下重量百分含量的组分：铝矾土60-75%，凹凸棒土1-5%，钠基膨润土0.5-1.5%，无定形石墨2-10%，片状石墨3-15%，铁红2-10%，聚乙烯醇缩丁醛1-5%，表面活性剂0.1-0.5%，分散剂0.1-0.5%，盐酸溶液1-5%；其中盐酸溶液的质量百分含量为2-5%。

作为优选，上述涂料中溶质的配比为：铝矾土65-70%，凹凸棒土2-5%，钠基膨润土0.8-1.2%，无定形石墨3-8%，片状石墨6-12%，铁红3-8%，聚乙烯醇缩丁醛2-3%，表面活性剂0.2-0.4%，分散剂0.2-0.4%，盐酸溶液（质量百分浓度为5%）3-5%。

其中，铝矾土、凹凸棒土、钠基膨润土、无定形石墨和片状石墨的粒度为300~500目。

表面活性剂选用聚氧乙烯型非离子表面活性剂，优选烷基酚聚氧乙烯醚。

分散剂选用聚羧酸盐分散剂，优选脂肪族二羧酸。

本发明还提供了上述砂型铸造醇基涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取聚乙烯醇缩丁醛，加入部分有机溶剂，充分搅拌，待聚乙烯醇缩丁醛完全溶解；有机溶剂的加入量以溶解聚乙烯醇缩丁醛为准；

（2）取铝矾土、凹凸棒土、钠基膨润土、无定形石墨、片状石墨和铁红，加入表面活性剂、分散剂、盐酸溶液和步骤（1）制备的聚乙烯醇缩丁醛溶液，放入碾磨机中搅拌均匀；

（3）将剩余的有机溶剂加入碾磨机中，搅拌25-35分钟，即得到所述涂料。

本发明相比现有技术具有以下优点：