[發明專利]高鋁高爐渣-硼泥消失模鑄造涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510620124.4
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105149499A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 張燕
• 申請（專利權）人: 張燕
• 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

本發明屬于消失模鑄造涂料領域，尤其涉及一種高鋁高爐渣-硼泥消失模鑄造涂料及其制備方法。

背景技術

消失模鑄造技術是鑄造行業中新興的一種鑄造工藝方法，消失模鑄造工藝是指用泡沫塑料（EPS、ETMMA或EPMMA）制作成與所需鑄件形狀結構、尺寸大小完全相同的模樣，涂刷耐火涂料后烘干，埋入特殊砂箱干砂（一般使用石英砂）中造型，在保持一定負壓狀態下進行澆注，模樣受熱氣化分解，金屬熔液不斷占據模型位置后最終成型。消失模鑄造在國內主要稱為干砂實型鑄造、負壓實型鑄造，國外簡稱EPC鑄造。

目前最為成熟的消失模鑄造工藝是用于汽車鑄件的批量生產，所生產的產品有鋁合金鑄件(如進氣管、缸體、缸蓋等)和鑄鐵件(如曲軸、缸蓋、變速器殼體、排氣管等)。國內外實踐證明，消失模鑄造在生產汽車鑄件方面具有巨大的發展潛力。當前，我國的汽車工正處在發展時期，預計在今后的一段時期內汽車鑄件產量會有較大幅度的增加，同時對汽車鑄件質量的要求將會更加嚴格。汽車工業的發展，為我國鑄造行業帶來了機遇與挑戰，也為在我國推廣和發展消失模鑄造技術帶來了新的契機。

消失模鑄造用于大批量生產成功與否，50%取決于模樣，30%取決于涂料，20%取決于其它工藝因素。毋庸置疑，涂料是獲得優質鑄件必不可少的工藝環節，科研和生產都已證實，對于消失模鑄造工藝，涂料可使其獲得成功的潛力大大增加。國外對消失模鑄造涂料的研究起步較早，己經有一些商品性的涂料，但是價格偏貴，導致生產成本提高，在一定程度上限制了消失模鑄造工藝的發展。目前，中國已有多家高校和研究單位開展針對消失模鑄造的模樣材料、成型工藝、涂料技術、工裝設備等各個環節的研究開發工作，取得一定的成就，但與國外相比仍有較大差距，例如涂料的商品化程度很差。因此，為促進消失模鑄造這一先進制造技術的推廣應用，結合國內資源情況，從研究涂料的各組分種類和加入量對涂料性能的影響入手，研制適合我國國情的成本低、質量好的消失模鑄造涂料，實現消失模鑄造涂料的國產化是非常必要的。

高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物，當爐溫達到1400—1600℃時，爐料熔融，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他不能進入生鐵中的雜質形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。高爐渣中主要成分為CaO、SiO2、Al2O3。高爐渣一種工業固體廢物，高爐煉鐵過程中排出的渣，又稱高爐礦渣，可分為煉鋼生鐵渣、鑄造生鐵渣、錳鐵礦渣等，我國又是一個人均占有資源儲量有限的國家，高爐渣的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國經濟建設中一項重要的技術經濟政策，是解決環境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段。

硼泥是生產硼酸、硼砂等產品產生的廢渣，為灰白色、黃白色粉狀固體，呈堿性，含氧化硼和氧化鎂等組分，俗稱“硼泥”。硼泥的堆存處置不僅占用大量土地，而且會使堆場附近的土壤堿化并引起硼的遷移轉化，造成環境污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷，利用高鋁高爐渣-硼泥生產使用性能優良、生產成本低的消失模鑄造涂料，以達到綜合回收利用高鋁高爐渣、硼泥并降低生產消失模鑄造涂料成本的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高鋁高爐渣-硼泥消失模鑄造涂料，其特征在于，所述消失模鑄造涂料由以下重量份的原料組成：

高鋁高爐渣33-37份

硼泥29-34份

鎂砂17-22份

石英尾砂6-9份

膨潤土7-9份

碳化硅6-7份

鋯石5~6份

膨脹石墨2-4份

蛭石粉2-5份

硅灰石2-4份

氟硅酸鈉2~4份

γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷4-5份

單烷氧基三（二辛基磷酰氧基）鈦酸酯6-8份

乙酸異丁酸蔗糖酯3-4份

三苯乙基酚聚氧乙烯醚0.3-0.5份

羥基丙烯酸樹脂0.4-0.6份

醋酸丁酯0.5-0.7份

硅酸鋁纖維2~3份

十二烷基磺酸鈉1~3份

木質素磺酸鈉2~3份

季戊四醇1-3份

乙醇22-25份

水6-12份；

所述高鋁高爐渣的主要化學成分為Al₂O₃18.41wt%，MgO13.2wt%，CaO34.12wt%，SiO₂33.12wt%，MnO0.53wt%，FeO0.62wt%；