[發(fā)明專利]濕型鑄鋼用醇基非鋯質(zhì)復合耐火骨料噴涂涂料及制備方法

有效

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• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103302236A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 黃晉;張友壽;夏露;李四年;宋仲明;武永亮;鄢卓明
• 申請（專利權）人: 湖北工業(yè)大學;南車長江車輛有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

????本發(fā)明屬于鑄造用造型材料技術領域，尤其涉及一種濕型鑄鋼用醇基非鋯質(zhì)復合耐火骨料噴涂涂料及制備方法。

背景技術

鑄造生產(chǎn)中，采用砂型工藝生產(chǎn)的鑄鋼件占鑄鋼件總產(chǎn)量的90%以上。用于鑄鋼件生產(chǎn)的砂型種類一般有水玻璃砂、樹脂砂、粘土濕型砂等。為了防止鑄鋼件產(chǎn)生粘砂缺陷，這些砂型都需要涂敷鑄造涂料。目前，用于鑄鋼件生產(chǎn)的砂型涂料主要有醇基類鋯英粉涂料、剛玉粉涂料、石英粉涂料、鎂砂粉涂料等。這些涂料中，防鑄鋼件粘砂效果最好的是醇基鋯英粉涂料。但是，鋯英粉資源已近枯竭，供應短缺，其涂料的價格越來越高，一般鑄造企業(yè)難以承受，紛紛采用價格較低的剛玉類等醇基非鋯質(zhì)涂料替代鋯英粉涂料用于水玻璃砂型、樹脂砂型生產(chǎn)鑄鋼件，并取得很好的效果，給鑄鋼件生產(chǎn)開辟了一條新路。但是，將醇基非鋯質(zhì)涂料用于濕型生產(chǎn)鑄鋼件，其防粘砂效果卻遠不及醇基鋯英粉涂料，生產(chǎn)的鑄鋼件易產(chǎn)生粘砂、夾砂缺陷，無法滿足鑄鋼生產(chǎn)的質(zhì)量需要。

涂料在砂型上的涂敷方法主要有刷涂、流涂、噴涂等。濕型砂抗壓強度很低，一般只有0.015～0.020MPa，而其它砂型的抗壓強度都在1.5MPa以上，因此，濕型砂無法承受擦碰。如果在濕型砂上用刷涂、流涂方法涂敷涂料，濕型砂表面易發(fā)生破損、掉砂，從而使鑄鋼件產(chǎn)生粘砂、夾砂等鑄造缺陷。為此，在濕型砂表面只能采用噴涂方法涂敷涂料。

在濕型砂表面噴涂涂料，涂層疏松，耐火骨料顆粒形成彼此并不相連的點狀覆蓋層，很容易被澆注的鋼水沖刷掉，形成鑄鋼件粘砂缺陷。醇基鋯英粉涂料噴涂在濕型砂表面，當高溫鋼水與鋯英粉涂層接觸時，涂層中的鋯英粉顆粒會發(fā)生分解反應，即硅酸鋯分解成為氧化鋯和二氧化硅。二氧化硅與鋼水表面的氧化亞鐵反應生成硅酸亞鐵。硅酸亞鐵的熔點僅為1205℃，在鋼水的高溫下呈現(xiàn)高粘度的液態(tài)狀，正好填充涂層的疏松空隙，使涂層燒結成一個致密的封閉板狀隔離面，阻止鋼水對砂型的滲透，從而防止鑄鋼件出現(xiàn)粘砂缺陷，因此，醇基鋯英粉涂料是一種比較理想的濕型鑄鋼用鑄造涂料。

而醇基非鋯質(zhì)單一耐火骨料涂料用于濕型噴涂，防粘砂效果遠不及醇基鋯英粉涂料，易在鑄鋼件澆口附近形成粘砂或夾砂缺陷。其原因為：耐火骨料一般為單一的剛玉類、鎂砂、莫來石等耐火粉料，這些耐火粉料在高溫下結構和化學穩(wěn)定性高，不易發(fā)生相變，甚至不與氧化鐵反應，無低熔相形成，涂層疏松，在鋼水的高溫下涂層空隙擴大，又無高粘度液態(tài)物質(zhì)填充，無法形成耐火隔離層，鋼水易滲透，從而使鑄鋼件產(chǎn)生粘砂缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種可替代醇基鋯英粉噴涂涂料的、成本低廉的醇基非鋯質(zhì)復合耐火骨料噴涂涂料及其制備方法。本發(fā)明醇基非鋯質(zhì)復合耐火骨料噴涂涂料適用于濕型噴涂，可用于濕型鑄鋼件的生產(chǎn)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種濕型鑄鋼用醇基非鋯質(zhì)復合耐火骨料噴涂涂料，包括耐火骨料、燒結劑、懸浮劑、溶脹劑、高溫粘結劑、常溫粘結劑、增稠劑和載體，各組分按照重量份配比為如下：

耐火骨料：莫來石粉65～70重量份，鋁鎂尖晶石粉30～35重量份；?

燒結劑：堇青石粉8～10重量份，鎂橄欖石粉2～5重量份；

懸浮劑：硅酸鎂鋁粉2.0～2.5重量份，鈣基膨潤土1～1.5重量份；

溶脹劑：水4～5重量份；

高溫粘結劑：硅溶膠3～5重量份；??????????????????????????????????????????

常溫粘結劑：改性松香酯2～3重量份；

增稠劑：聚乙烯醇縮丁醛0.3～0.5重量份；

載體：甲醇：41～54重量份，糧食乙醇15～20重量份，異丙醇10～15重量份。

上述莫來石粉由質(zhì)量百分比為65~70%的電熔莫來石粉和30~35%的燒結莫來石粉混合而成；電熔莫來石粉的粒度為280～325目，其中Al₂O₃的質(zhì)量含量為68～72%；燒結莫來石粉粒度為800～1000目，其中Al₂O₃的質(zhì)量含量為43～47%。

上述鋁鎂尖晶石粉為燒結型鋁鎂尖晶石粉，粒度為400～600目，其中Al₂O₃的質(zhì)量含量為71～76%，MgO的質(zhì)量含量為22～27%。