[發明專利]一種低成本、高性能消失模鑄造涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201310252785.7
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103302238A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 朱小英
• 申請（專利權）人: 朱小英
• 主分類號: B22C3/02
• 分類號: B22C3/02;B22C9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鑄造領域，特別涉及消失模鑄造技術領域。

背景技術

消失模鑄造是將與鑄件尺寸形狀完全相同的塑料泡沫模型與相同材質制成的澆冒口系統粘結組合成模型簇，刷涂消失模涂料并干燥后，埋在專用砂箱的干砂中振動緊實造型，用真空設備接上專用砂箱抽真空，在鑄型內保持一定負壓的條件下澆注高溫金屬液，使模型熔融和氣化，分解產物通過涂料/鑄型界面逸出，液態金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的一種鑄造方法。消失模鑄造具有鑄件尺寸精度高、污染少、成本低等突出優點，被譽為“21世紀的鑄造技術”和“鑄造工業的綠色革命”。

與一般砂型鑄造涂料不同，消失模鑄造用涂料不是涂覆在鑄型型腔上，而是涂覆在泡沫塑料模型上。當泡沫塑料模型被液態金屬置換時，涂層實際上起到的是鑄型作用，因而有“涂料即是鑄型”之說。澆注時，泡沫塑料熱分解產生的大量氣體要通過耐火涂料和干砂間空隙方能排出鑄型外。耐火涂料對消失模模樣的氣化、金屬液充填和鑄件的形成等起著十分重要的作用。

涂料是消失模鑄造能否成功地用于生產的三大關鍵工藝因素之一，它是保證鑄件表面質量和防止出現各種缺陷的關鍵措施。涂料的性質不僅影響模樣的氣化和氣體的遷移，而且與鑄件表面質量、表面缺陷、鑄件精度乃至鑄件內在質量等都密切相關。有研究者認為消失模鑄造技術用于大批量生產成功與否，30％取決于涂料(《消失模技術的應用及其展望》，作者：王忠祥，期刊信息：《科技信息》，2007，(7)：39)。目前國內有60％的消失模鑄件的廢品與涂料質量有關。

雖然消失模鑄造工藝自問世以來得到較快發展，但涂料技術一直困擾著鑄件成品率難以較大的提高，其主要原因是由于涂料的質量不能滿足消失模鑄造工藝的要求。消失模鑄造涂料主要由耐火粉料、粘接劑、溶劑、懸浮劑以及特殊附加物所組成。耐火粉料是涂料的重要組分，其性質決定了涂料的性質。鑄造涂料在選擇耐火粉料時，要考慮到許多性質，如耐火度、熱膨脹系數、高溫下化學穩定性以及原材料來源、價格和對人及環境的影響程度等。中國專利申請號201110392557.0公開了一種消失模鑄造涂料的制備方法，其以鋯英粉、高嶺土和剛玉粉作為涂料的耐火骨料，然而，鋯英粉耐火性能優良，但大量依賴進口，價格居高不下，涂料成本很高；另外，鋯英粉的伴生礦粉具有放射性。剛玉粉是良好的耐火材料，但資源短缺，價格昂貴，不利于推廣使用。此外，消失模涂料還要求具有較高的懸浮性能和常溫、高溫透氣性能，這與涂料的耐火骨料和懸浮劑具有一定的關系。隨著技術的發展和節能環保要求的提高以及降低成本的要求，上述專利的涂料雖然性能較好，但不利于推廣使用，并且個別性能指標仍有待提高

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種低成本、高性能的消失模鑄造涂料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種低成本、高性能的消失模鑄造涂料的制備方法，該涂料以重量份計由下列組份組成：耐火骨料100份，其中-160-+320目石英粉占20-25％，-160-+320目鋁礬土占20-25％，-160-+320目煉鋼廢渣占50-60％，其余組份均以耐火骨料100份計，其中聚乙酸乙烯乳液4-5份，硫酸鋁3.5-4.5份，硅藻土1.5-2份，磷酸氫二鈉0.4-0.6份，鈣基膨潤土8-10份，苯甲酸鈉0.4-0.6份，正辛醇0.05-0.1份，羧甲基纖維素鈉1.6-2.0份，乙酸乙酯0.05-0.08份，聚乙烯烷基醇醚0.04-0.06份和水32-38份，所述制備方法包括下列步驟：

1)將石英粉、鋁礬土和煉鋼廢渣按上述比例放入球磨機中球磨1-2小時，混合均勻，然后過篩，得到-160-+320目的混合耐火骨料；

2)將水加入反應釜中，開啟反應釜，攪拌速度為：130-150r/min，在攪拌狀態下向反應釜中加入羧甲基纖維素鈉，加熱，將反應釜的溫度緩慢升至70-80℃，恒溫攪拌5-8min，在攪拌狀態下向反應釜中加入硫酸鋁，攪拌2-3min后依次向反應釜中加入磷酸氫二鈉、苯甲酸鈉、鈣基膨潤土、硅藻土；繼續攪拌15-20min，制得混合溶液；

3)將第1)步制備的混合耐火骨料加入第2)步制備的混合溶液中，提高轉速至800-1000轉/分，攪拌20-30分鐘；

4)然后依次向反應釜中加入聚乙烯烷基醇醚、聚乙酸乙烯乳液、正辛醇、乙酸乙酯，再攪拌12-18min后出料。

本發明的有益效果是：

以下技術效果主要針對中國專利申請號201110392557.0的技術方案進行對比，以下將其簡稱為“比較例”。