[发明专利]刚玉渣-硼泥消失模铸造涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于消失模铸造涂料领域，尤其涉及一种刚玉渣-硼泥消失模铸造涂料及其制备方法。

背景技术

消失模铸造技术是铸造行业中新兴的一种铸造工艺方法，消失模铸造工艺是指用泡沫塑料（EPS、ETMMA或EPMMA）制作成与所需铸件形状结构、尺寸大小完全相同的模样，涂刷耐火涂料后烘干，埋入特殊砂箱干砂（一般使用石英砂）中造型，在保持一定负压状态下进行浇注，模样受热气化分解，金属熔液不断占据模型位置后最终成型。消失模铸造在国内主要称为干砂实型铸造、负压实型铸造，国外简称EPC铸造。

目前最为成熟的消失模铸造工艺是用于汽车铸件的批量生产，所生产的产品有铝合金铸件(如进气管、缸体、缸盖等)和铸铁件(如曲轴、缸盖、变速器壳体、排气管等)。国内外实践证明，消失模铸造在生产汽车铸件方面具有巨大的发展潜力。当前，我国的汽车工正处在发展时期，预计在今后的一段时期内汽车铸件产量会有较大幅度的增加，同时对汽车铸件质量的要求将会更加严格。汽车工业的发展，为我国铸造行业带来了机遇与挑战，也为在我国推广和发展消失模铸造技术带来了新的契机。

消失模铸造用于大批量生产成功与否，50%取决于模样，30%取决于涂料，20%取决于其它工艺因素。毋庸置疑，涂料是获得优质铸件必不可少的工艺环节，科研和生产都已证实，对于消失模铸造工艺，涂料可使其获得成功的潜力大大增加。国外对消失模铸造涂料的研究起步较早，己经有一些商品性的涂料，但是价格偏贵，导致生产成本提高，在一定程度上限制了消失模铸造工艺的发展。目前，中国已有多家高校和研究单位开展针对消失模铸造的模样材料、成型工艺、涂料技术、工装设备等各个环节的研究开发工作，取得一定的成就，但与国外相比仍有较大差距，例如涂料的商品化程度很差。因此，为促进消失模铸造这一先进制造技术的推广应用，结合国内资源情况，从研究涂料的各组分种类和加入量对涂料性能的影响入手，研制适合我国国情的成本低、质量好的消失模铸造涂料，实现消失模铸造涂料的国产化是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，利用刚玉渣-硼泥生产使用性能优良、生产成本低的消失模铸造涂料，以达到综合回收利用刚玉渣-硼泥并降低生产消失模铸造涂料成本的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种刚玉渣-硼泥消失模铸造涂料，其特征在于，所述消失模铸造涂料由以下重量份的原料组成：

刚玉渣50-56份

硼泥46-52份

镁砂22-25份

硅藻土7-10份

碳化硅6-8份

高铝矾土细粉2~6份

菱镁矿2-5份

氮化铝2-4份

硼化铪2~4份

氧化锆2~3份

氧化钇2~3份

缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷4-7份

二（焦磷酸二辛酯）乙撑钛酸酯6-10份

酚醛环氧树脂2-4份

过氧化二异丙苯0.3-0.6份

聚丙二醇二缩水甘油醚0.4-0.6份

丙二醇甲醚醋酸酯0.3-0.6份

聚乙烯醇纤维2~3份

三聚磷酸钠1~3份

羟基纤维素钠2~3份

乙醇30-40份

水8-15份；

所述刚玉渣的化学成分为Al₂O₃60-87wt%，CaO4-11wt%，MgO8-14wt%；

所述硼泥的化学成分为SiO₂25.4wt%，Al₂O₃8wt%，CaO1.8wt%，Fe₂O₃4.7wt%，MgO33.5wt%；

所述镁砂中氧化镁含量≥95wt%。

所述的刚玉渣-硼泥消失模铸造涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将50-56份刚玉渣、46-52份硼泥、22-25份镁砂、7-10份硅藻土、6-8份碳化硅、2~6份高铝矾土细粉、2~5份菱镁矿、2~4份氮化铝、2~4份硼化铪、2~3份氧化锆、2~3份氧化钇放入球磨机中球磨2小时，混合均匀，然后过筛，得到200目以下的混合物料；

2）开启反应釜，将4-7份缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、6-10份二（焦磷酸二辛酯）乙撑钛酸酯、30-40份乙醇、8-15份水加入到反应釜中，在搅拌下进行水解反应，转速为1200r/min，反应温度为80℃，搅拌时间为30min，得到偶联剂的醇水溶液；