[發明專利]一種離心鑄造輻射管涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910079244.2
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101502868A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 顧其榮;姚萍;符寒光
• 申請（專利權）人: 靖江市黎明鑄造材料廠
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22D13/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術領域

本發明為各類離心鑄造合金鋼管涂料及其制備方法，特別涉及一種離心鑄造輻射管涂料及其制備方法，屬于鑄造技術領域。

背景技術

在機械加工、汽車制造及鋼鐵工業的熱處理行業中，為保證工件的內在質量、以及滿足某些表面熱處理工藝要求，許多熱處理爐采用保護氣氛間接加熱。由于輻射管加熱有效地避免了被加熱表面的氧化和脫碳，這就為在保護氣氛下進行熱處理創造了條件。目前，輻射管應用很廣，發展較快。輻射管一般有電加熱、煤氣加熱兩種。輻射管加熱的方法同其它方法相比，具有很多優點。主要是熱效率高，溫度分布均勻，可采用各種保護氣體，宜于采用程序控制。煤氣輻射管的熱效率一般可達40-60％。電加熱輻射管的一般熱效率為69-73％。

目前國內外所生產的輻射管材質基本上都是耐熱鋼，通過離心鑄造而成。輻射管壁面溫度比爐內被處理工件的溫度通常要高50-100℃，它們都是在相當高的溫度下使用的，所以各種耐熱鋼最高使用溫度隨著使用條件、可控氣氛種類而變化。當爐膛溫度比較高時，耐熱鑄鋼已不能滿足工藝的要求，需要選用其它材質來制造輻射管。目前國內外通過改進輻射管材質以增加使用壽命和提高總體性能，并研究開發了品質更高的輻射管，包括滲鋁低碳無縫鋼管、陶瓷管(SiC管)、Si-SiC復合材料等新型輻射管。由于離心鑄造耐熱鋼輻射管具有生產效率高、生產工藝簡單等特點，仍在國內外得到廣泛使用。輻射管壁厚薄，通常小于15mm，不僅要求表面層組織致密，還要有一定粗糙度，具有一定粗糙度的麻面耐高溫輻射管，比普通光滑輻射管輻射面增加，熱處理能耗低，節能效果好。輻射管不能有氣孔，否則極易使璧管燒穿。尤其是澆鑄細長薄璧輻射鋼管，熱端和冷端的鑄型溫差較大，在末端金屬液溫度低，侵入的氣泡未及時排出，易形成氣孔，所以，生產離心鑄造薄壁耐熱合金鋼輻射管，對涂料要求很嚴格。過去各廠家多數用剛玉粉涂料和石英粉涂料，但使用后涂料會產生粘附，并且鑄件會產生氣孔、結疤等現象。

中國發明專利CN1520951公開了一種離心鑄造高合金爐管金屬型涂料及方法，成分為：鋯英粉100KG、硅溶膠5～15KG、熒石粉2～6KG、纖維素80～200G、聚乙烯醇80～200G、膨潤土3～8KG；混制方法為：將100KG的鋯英粉、熒石粉2～6KG、膨潤土3～8KG加入輪碾機內，干混15分鐘，加入用水溶解的80～200G纖維素、80～200G聚乙烯醇和5KG水，混碾3小時。加入硅溶膠5～15KG混碾30分鐘，由于粘結劑的不同在噴涂后涂層的低溫強度增加；由于纖維素和聚乙烯醇的加入，使涂料在低溫時的塑性增加，提高了涂料層在澆注時抗沖刷的能力和金屬型高速運轉時抗震動的能力。但這種爐料用于離心鑄造輻射管時，涂料易粘附于輻射管表面，且不易清除，影響輻射管的輻射換熱效果。中國發明專利CN1109395也公開了一種離心鑄造型桶涂料，它由基料、輔料、水組成，其特征在于它的化學成分(重量％)是將(基料+輔料)作為100％計算，水是(基料+輔料)總重的100～250％，所述(基料+輔料)的化學成分(重量％)為：石英或鋯英石中任一種：55～95％，高嶺石型耐火粘土：3.5～40％，水玻璃或硅溶膠：1～5％，碳酸鈉或苛性鈉：0.1～0.5％，羧甲基纖維素鈉：0.01～0.1％，所述耐火粘土的粒度要求：＜10μm的顆粒不低于45％，其中＜1μm的顆粒不低于1.5％。但這種爐料用于離心鑄造輻射管時，涂料易粘附于輻射管表面，且不易清除，影響輻射管的輻射換熱效果。中國發明專利CN1116141公開了一種離心鑄造管型涂料，其組成及其重量比是：100份基料、100～120份水、5～8份膨潤土、0.15～0.3份Na2CO3、還可加入0.1～0.3份陰離子表面活性劑，其中，基料是硅藻土和石英粉，基料采用計算重量，其余組分采用實際重量，基料的計算重量與其實際重量之間的關系為：W(計)_硅藻土＝3W(實)_硅藻土，W(計)_石英粉＝W(實)_石英粉，該涂料具有很好的懸浮性，低的發氣性、很好的脫模性及抗鐵水沖刷性能和絕熱耐火性能，但用于離心鑄造輻射管，不易在管的外表面獲得均勻分布的麻面。中國發明專利CN1775414還公開了一種核電廠用離心鑄造高合金爐管用涂料的制作配方和工藝。其成分(以100kg計算)：硅微粉30％+硅藻土70％16-25kg、磷酸二氫鋁3-5kg、膨潤土3-5kg和PVA?0.5-2kg、其余為鋯英粉。其制作方法：先將膨潤土3-5kg與硅微粉30％+硅藻土70％16-25kg用球磨機混碾，加適量水攪拌1小時，再加入鋯英粉攪拌1小時，然后加磷酸二氫鋁3-5kg和PVA液0.5-2kg再攪拌2小時，即可得到該涂料。但用于離心鑄造輻射管，不易在管的外表面獲得均勻分布的麻面。日本專利JP54019420-A也公開了一種離心鑄造鋼(或鎳基合金)管的涂料，涂料中含有B₄C，易在鑄管表面形成一層含硼硬化層，有利于提高鑄管表面的耐磨性，但用于離心鑄造輻射管，不易在管的外表面獲得均勻分布的麻面。發明專利RO95387-A也公開了一種用于離心鑄鋼的耐火涂料，含1.5-5％膨潤土、0.3-1.5％淀粉、2-5％水玻璃、0.1-0.2％苯酚或甲醛溶液，但人體吸入苯酚后，會產生呼吸困難和頭痛，并刺激眼睛，而甲醛也是原漿毒物，能與蛋白質結合，吸入高濃度甲醛后，會出現呼吸道的嚴重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發生支氣管哮喘，因該涂料對身體有害，不宜用于離心鑄造輻射管的生產中。要在輻射管表面獲得均勻分布的麻面(亦稱刺凸)，理想的離心鑄造輻射管涂料層結構應是在平坦的涂料層表面上均勻分布著具有一定孔徑、密度與深度的喇叭形小坑孔。由于輻射管壁薄，盡管其澆注溫度高，但凝固過程中排出的總熱量較少，因此可選用廉價的硅藻土為涂料的耐火固料。為了改善涂料的性能，還加入適量的粘結劑、懸浮劑和助劑等材料。