[发明专利]生产球墨铸铁件的消失模涂料及其制备方法

说明书

本发明属于消失模铸造辅料领域，具体涉及一种生产球墨铸铁件的消失模涂料及其制备方法。所述的消失模涂料由耐火材料、粘结剂、悬浮剂、水和添加剂组成，其中，耐火材料由如下质量分数的原材料混制而成：石英砂28‑32％、铝矾土粉48‑52％和棕刚玉粉18‑22％；悬浮剂为锂基膨润土和羧甲基纤维素钠两者的混合物。所述的消失模涂料具有高的强度和刚度、高的耐火性能、优异的透气性、较强的附着力、良好的涂挂、烧结及剥离性能；本发明的制备方法工艺合理、易于实现。

技术领域

本发明属于消失模铸造辅料领域，具体涉及一种生产球墨铸铁件的消失模涂料及其制备方法。

背景技术

消失模铸造，通常是将泡沫塑料等高分子材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的模具，刷涂消失模涂料并烘干后，埋在干石英砂中经三维振动造型，在负压下将熔化的金属液浇入到浇铸造型砂箱，使高分子材料模型受热气化抽出，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。

目前，消失模涂料在消失模铸造工艺中日显重要，如果涂料的性能、配制出现问题，就会使铸件产生质量不稳定、废品率上升等现象。消失模涂料的性能直接影响着消失模铸造工艺的成功与否。普通的消失模铸造涂料高温下附着力差、强度低、耐火差、发气量大，容易造成铸件产生粘砂、砂眼、气孔、碳渣、弯曲变形等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生产球墨铸铁件的消失模涂料，具有高的强度和刚度、高的耐火性能、优异的透气性、较强的附着力、良好的涂挂、烧结及剥离性能；本发明同时提供其制备方法。

本发明所述的生产球墨铸铁件的消失模涂料，由耐火材料、粘结剂、悬浮剂、水和添加剂组成，其中，耐火材料由如下质量分数的原材料混制而成：

石英砂28-32％、铝矾土粉48-52％和棕刚玉粉18-22％。

石英砂、铝矾土粉和棕刚玉粉的粒度为180-220目。

石英砂，SiO₂＞98％，SiO₂在高温下与FeO生成低熔点、低粘度的FeO·SiO₂，造成化学粘砂；但是跟铝矾土配用可获得良好效果，石英砂和铝矾土粉在1500-1700℃下烧结时，较低的烧结温度能显著改善其烧结性能，提高铸件的脱砂性能，经焙烧相变处理的石英砂粉膨胀系数与锆英粉相当，对消除夹砂和脉纹缺陷有很好的效果。但是，铝矾土和石英砂混制的耐火材料存在涂层厚并且难清理的问题。

棕刚玉粉，Al₂O₃含量为85-90％，结构致密，导热率高，膨胀系数小，对酸和碱都有很高的化学抵抗性。单独使用或与涂料传统方法配用时，铸件脱砂效果一般，但与石英砂和铝矾土粉配用大大提高了其烧结性和脱砂性等使用性能，所得涂层薄而均匀，涂层高温膨胀小，强度高，不易变形，铸件表面光洁平整，减少了铸件碳渣缺陷，提升了铸件成品的合格率。

采用该混制的耐火材料制成的高强度涂料有效的防止铸件产生机械粘砂和热化学粘砂，提高泡沫塑料模型的刚度，防止埋型时变形，具有良好透气性的表面耐火涂层更有助于消失模模样热分解气体的迅速排出。

同时，耐火材料骨料的颗粒形状对涂料的透气性也有很大的影响，球形颗粒(石英砂、棕刚玉粉)形成外露的微孔，构成松散的多孔结构，透气性较高。

粘结剂为水溶性酚醛树脂和白乳胶两者的混合物。

水溶性酚醛树脂的用量为耐火材料总质量的2-3％，白乳胶的用量为耐火材料总质量的1-1.2％。该组份的粘结剂不仅赋予涂料高的强度和涂挂性、悬浮性，还使涂层具有了良好的附着性。水溶性酚醛树脂和白乳胶组成的粘结剂高温下分解可形成一些空洞，从而增加了涂料的高温透气性。