[發明專利]一種降低消失模鑄鋼件增碳的涂料

無效

• 申請號: 201310032028.9
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103071761A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 楊玉光;廖希亮;董利
• 申請（專利權）人: 楊玉光
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋼鐵鑄造技術領域，尤其是涉及一種降低消失模鑄鋼件增碳的涂料。

背景技術

涂料技術是消失模鑄造關鍵技術之一，直接關系到鑄件質量的優劣。近年來，消失模鑄鐵件涂料制備技術得到了快速的發展，但消失模鑄鋼件涂料的制備技術一直成為采用消失模鑄造工藝生產鑄鋼件的障礙。其原因有三：其一是鑄鋼件的增碳問題，消失模鑄造模樣材料一般采用聚苯乙烯泡沫塑料，其碳的質量分數占約92％，其在高溫金屬液體作用下會析出大量活性較高的碳，這些碳極易向鋼液中擴散，致使鑄鋼件形成增碳層，尤其是低碳鋼的增碳更為嚴重；據我們檢測，35號、45號鑄鋼在采用目前的涂料鑄造時，碳的局部增加量可高達41.86％～61.76％。其二是涂料要有良好的高溫透氣性，聚苯乙烯泡沫塑料的熱解溫度越高，其發氣量越大，鑄鋼件的澆注溫度遠高于鑄鐵件的澆注溫度，因此涂料要有更好的高溫透氣性，對于獲得質量合格的鑄鋼件尤為重要；其三是涂料要有較高的高溫強度，才能滿足鑄鋼件消失模生產的要求。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種降低消失模鑄鋼件增碳的涂料，使其具有良好的高溫透氣性和高溫強度，能夠有效地抑制鑄鋼件的增碳缺陷，獲得滿足鑄鋼件生產和后期加工工藝要求的消失模涂料。

為實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

一種降低消失模鑄鋼件增碳的涂料，由骨料，添加劑，粘結劑和懸浮交聯劑以及助劑和水構成，其特征在于涂料中的骨料是鉻鐵礦粉、棕剛玉粉和鋁礬土，添加劑是石灰石粉、氧化鐵粉和冰晶石粉，粘結劑是硅溶膠、硫酸鋁和VAE醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，懸浮交聯劑是鈣基膨潤土、凹凸棒土和羧甲基纖維素納，助劑是碳酸鈉、OP-10聚乙烯烷基醇醚、有機硅消泡劑和消毒靈。

本發明的涂料制作方法為：按常規涂料制備方法，將本發明中的鉻鐵礦粉碎到細度為150～200目，棕剛玉粉碎到細度為180～220目，鋁礬土粉碎到細度為150～220目，石灰石粉碎到200～270目，氧化鐵粉碎到180～220目，冰晶石粉碎到180～220目。將所述原料按給定的配比混合均勻，然后，與水混合攪拌得到本發明涂料產品。水的用量為整個涂料量的50％～60％。亦即水與涂料的其他組分的質量比例為1～1.2∶1。

用該方法制作的本發明的涂料產品的密度應為1.5～1.7g/cm³

本發明有益效果為：在涂料中，其耐火骨料采用了鉻鐵礦粉、其主要礦物組成為FeO·Cr₂O，在700℃左右的高溫階段可和泡沫塑料熱解后產生的碳發生還原反應，產生二氧化碳氣體，產生的二氧化碳與碳作用生成一氧化碳氣體，實現第一階段的除碳反應。棕剛玉具有較高的耐火度，能夠確保鑄件不產生機械粘砂缺陷。鋁礬土粉料顆粒具有較小的角形系數，顆粒圓形度好，與角形系數較大的鉻鐵礦和棕剛玉粉相配，增加了涂料層的空隙率，有效提高了涂料的高溫透氣性。

本發明的涂料的粘結劑采用了硅溶膠，硫酸鋁，VAE乳液(醋酸乙烯～乙烯共聚乳液)，可使涂料具有較高的常溫強度和高溫強度。

本發明涂料的懸浮交聯劑采用了鈣基膨潤土、凹凸棒土、羧甲基纖維素鈉相配合，使涂料形成了高度網狀交織的空間結構，對大顆粒耐火骨料具有極強的吸附性，使本發明涂料的耐火骨料在顆粒較粗的情況下，仍獲得良好的懸浮性、觸變性和涂刷性，獲得薄而均勻的涂層，從而提高了涂層的透氣性。

本發明涂料中的添加劑氧化鐵粉、石灰石粉，用于消除鑄鋼件在澆注過程中不同的溫度階段與聚苯乙烯泡沫塑料熱解產生的碳；添加劑冰晶石(Na₃AlF₆)在高溫下實現對聚苯乙烯泡沫塑料熱解產生的碳的吸附作用，有利于提高鉻鐵礦粉及氧化鐵粉與碳迅速接觸和進行充分的化學反應。

本發明中的助劑碳酸鈉，其主要作用是活化鈣基膨潤土。Op-10聚乙烯烷基醇醚是表面活性劑，有助于降低涂料的表面張力，增加涂料與泡沫塑料模樣的潤濕性，提高附著力，該表面活性劑可以用吐溫-80替代。吐溫-80即：聚山梨酯80，其用量與Op-10聚乙烯烷基醇醚相同，即按質量份數計0.01～0.03份。有機硅消泡劑，是一種有機硅化合物，如有機硅油或者聚醚改性有機硅消泡劑。消毒靈具有殺菌作用，其作用是用于防止涂料中的有機物的變質，也稱為杜美芬，化學名稱：溴化十二烷基-二甲基-2-苯氧基-乙基胺。