[发明专利]一种消失模铸造专用冷却涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种消失模铸造专用冷却涂料及其制备方法。

背景技术

消失模铸造，又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。消失模铸造技术具有铸件精度高、设计灵活、无传统砂芯、生产清洁、成本低等诸多优点，因而，近20年来在全世界范围内得到了迅速的发展。

消失模铸造技术中的涂料是其关键技术之一，涂料的性能直接影响铸件的质量。与传统砂型铸造用涂料有明显不同：传统砂型铸造用涂料的主要目的是防止铸件空腔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，消失模铸造用涂料必须具有较高的常温强度、高温强度和适宜的高温透气性，这也是本领域技术人员致力于不断完善的工艺提升点。

然而，仅从以上性能入手还未能实质突破，生产过程中依然存在产品不良率偏高的问题。因而，要适应市场竞争不断提出的高标准和严要求，尚需积极进取，持续创新。

发明内容

发明人悉心研究，不断努力，发现：由于消失模本体形状不甚规则，使各处对称性差，进而导致浇注之后铸件胚料局部冷却过慢，温度不均衡，导致不良率不够理想。

针对上述问题，本发明提供一种消失模铸造专用冷却涂料，其浸润性好、涂刷性好、高温透气性适宜，尤其是热量传递速度快，在冷却较慢处的消失模本体（耐火涂料）外表涂覆本发明冷却涂料，能使金属熔液在该停留位置的冷却速度加快，进而使铸件温度均衡下降，显著降低产品不良率。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种消失模铸造专用冷却涂料，以重量份计，由以下原料制成：改性锆英粉20～30份、改性沸石粉9～12份、改性凹凸棒土12～15份、改性膨润土2～4份、白油18～21份、浮石砂7～15份、偏高岭土6～8份、生石灰2～4份、聚异丁烯1～3份、聚乙烯醇1～3份、铬酸锌2～4份。

优选的，以重量份计，该冷却涂料由以下原料制成：改性锆英粉25份、改性沸石粉10份、改性凹凸棒土14份、改性膨润土3份、白油20份、浮石砂12份、偏高岭土7份、生石灰3份、聚异丁烯2份、聚乙烯醇2份、铬酸锌3份。

优选的，所述改性锆英粉由以下步骤制成：

（1）将锆英粉过筛后，用水洗以除去其表面浮尘和杂质，至洗涤液pH为7～8；

（2）将所得锆英粉与磷酸溶液以重量比1：4混合均匀，然后，常温下浸泡24h，所述磷酸溶液的质量百分比浓度为15%；

（3）对浸泡液进行固液分离，干燥所得固料，即得改性锆英粉。本方法采用特定浓度的磷酸溶液对锆英粉进行改性，磷酸最终以偏磷酸的形式滞留在锆英粉中，可使锆英粉产生丰富的孔结构，有助于锆英粉结构的改善及热量传递的加快。

优选的，所述改性凹凸棒土由以下步骤制成：将凹凸棒土用去离子水浸没，并加入适量的NaCl，混合均匀后，进行超声处理5分钟，超声波频率为70KHz，然后过滤、烘干，得到改性凹凸棒土；所述凹凸棒土、去离子水、NaCl之间的重量比为1：6：0.09。本方法通过高频超声波的空化作用，产生剧烈能量，不仅能将钠离子送入凹凸棒土的内部通道（钠离子化），还能除去凹凸棒土表面粘着成分，避免给涂料中带入过多杂质。本方法将凹凸棒土改性后，使其表面具有更大的比表面积，更进一步提高其热传递性能。

优选的，所述改性沸石粉由以下步骤制成：

（1）将一定量的待改性沸石粉以200转/分搅拌5分钟，再以400转/分搅拌12分钟；

（2）按沸石粉重量的0.2%、0.5%分别称取γ-氨丙基三乙氧基硅烷和甲醇，将二者混合均匀后加入沸石粉中，以200转/分搅拌5分钟，再以400转/分搅拌12分钟；以提高其涂刷性、浸润性，当用作涂料原料时可排除气泡，使表面光滑；