[发明专利]金属型铸造铁素体球墨铸铁铸件用新型绝热复层涂料

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种铸造涂料，尤其涉及一种金属型铸造铁素体球墨铸铁件用绝热复层涂料。本发明还涉及该涂料的涂覆工艺。

背景技术

涂料是金属型铸造的重要工艺过程之一，我国的金属型铸造一般采用性能单一的单层涂料，很难同时满足绝热性良好、高温稳定性好、抗化学黏砂等多方面性能要求。若涂料的绝热性不好，液态金属在铸型中冷却较快，铸件的最小壁厚将受到限制，且易产生浇不足、冷隔、开裂等铸造缺陷。金属型由于受到高温液态金属强烈的热冲击，使用寿命也会受到严重影响。而当全部采用以绝热性良好的耐火粉料为主的单层涂料时，由于粉料的多孔结构，涂层的高温结构强度很难得到保证，尤其是在浇注铁水时，在铁水（一般在1400℃以上）的高温冲击下，涂料易发生脱落，使高温铁水和金属型表面发生熔合，破坏金属型的型腔表面及尺寸精度。同时，脱落的涂料使铸件产生夹砂等铸造缺陷。国外铸造企业利用金属型生产中小型铸钢或者铸铁件时，有时采用绝热性良好和强度较高的复层涂料，可以有效解决上述问题，但目前国内这方面的研究较少。如中国专利CNCN1046760公开了一种“金属型铸造铸态铁素体球墨铸铁”的方法，其中提及在金属型工作表面喷涂两层涂料，外层为绝热涂料，内层为发热涂料。绝热涂料的作用是降低铸件的冷却速度，但其成分中含有20%~60%的石棉粉，若操作不当，就会造成环境污染，危害操作人员健康。发热涂料的作用在于在铁水浇注温度下发生化学反应放出热量从而延缓球墨铸铁的凝固过程，避免结晶出渗碳体，但无法对金属型起到保护作用，甚至会加剧金属型的热疲劳。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够满足金属型铸造铁素体球墨铸铁件要求的绝热性及高温稳定性良好的复层涂料。

为达到上述目的，本发明的绝热复层涂料，底层涂料所含组成材料及质量百分数为：

锆英粉  17%~19%

钠基膨润土  5%~7%

硅溶胶  3%~4%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）  1%~2%

溶剂  甲醇或乙醇 为余量。

过渡层涂料所含组成材料及质量百分数为：

混合耐火粉料  10%~15%

钠基膨润土  1%~2.5%

混合粘结剂  4%~5%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）  1%~2%

溶剂  水 为余量。

表层涂料所含组成材料及质量百分数为：

吉林硅藻土  18%~21%

钠基膨润土  6%~8%

硅溶胶  4%~6%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）  1%~2%

溶剂  水 为余量。

涂料于使用前12小时分别配制，按照配方把固态原料倒入装有液态原料的容器内，搅拌30分钟以上，然后加入硅溶胶和脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）再搅拌10分钟，密封存放待使用。

所述锆英粉的等级为1级。

所述混合耐火粉料所含组成材料及质量百分数为：锆英粉20%，铝矾土25%，硅藻土55%。

所述混合粘结剂所含组成材料及质量百分数为：硅溶胶97%，水溶性聚酯树脂3%。

所述吉林硅藻土需要进行焙烧处理，焙烧工艺为：首先，由室温加热至200℃，加热时间为2小时，保温1小时；然后，由200℃加热至400℃，加热时间为1小时，保温1小时；最后，由400℃加热至800℃，加热时间为2小时，保温1小时。

所述吉林硅藻土在焙烧处理后需要气流粉碎，粉碎后的粒度分布在5μm～15μm。

本发明的绝热复层涂料的涂覆工艺是：涂料在使用前要充分搅拌，采用手工或者压缩空气式涂料喷枪进行涂覆。第一步涂覆底层涂料，点燃干燥固化；第二步将金属型加热保温到180℃～200℃；第三步喷涂过渡层涂料，涂层厚度控制在0.5mm以下；第三步完成后立即涂覆表层涂料，涂覆时金属型的温度控制在180℃～200℃，涂层厚度控制在1.0mm～2.0mm。涂覆涂料后的金属型在120℃～140℃保温1～1.5小时后再使用。

本发明具有如下优点：表层涂料具有孔隙度高、导热系数小等特点，可以保证涂料具有良好的绝热性和蓄气性；底层涂料具有耐火度高、热膨胀率小、高温稳定性好等特点，能够很好地保护金属型；过渡层可有效增强表层涂料和底层涂料的结合性。另外，涂料的涂覆工艺简单，可操作性强。复层涂料的综合性能优异，能够满足铁素体球墨铸铁件的金属型铸造生产要求，并提高金属型的使用寿命。

具体实施方式