[發明專利]一種精密鑄件制殼用面層涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510628346.0
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105108053A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 鄒森;趙鳳森;于杰;趙鳳啟
• 申請（專利權）人: 山東永和精密金屬有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 曹麗

技術領域

本發明屬于精密鑄造技術領域，具體涉及一種精密鑄件制殼用面層涂料及其制備方法。

背景技術

熔模精密鑄造獲得的產品精密、復雜，接近于零件最后形狀，可不加工或很少加工就直接使用，是一種近凈形成形的先進工藝，是鑄造行業中一項優異的工藝技術，其應用非常廣泛。它不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造，而且生產出的鑄件尺寸精度、表面質量比其他鑄造方法要高，甚至其他鑄造方法難于鑄得的復雜、耐高溫、不易于加工的鑄件，均可采用熔模精密鑄造鑄得。

在精密鑄造工藝中，型殼是影響鑄件質量最為關鍵的因素之一，它不僅決定著鑄件的尺寸精度和表面粗糙度，而且直接影響著鑄件的制造成本和生產效率。目前，國內精鑄件生產中廣泛采用的型殼制造方法主要有以下3種：水玻璃型殼、復合型殼和硅溶膠型殼。其中，硅溶膠作為陶瓷殼型粘結劑應用于鑄造領域，立即以其無可比擬的優勢逐步取代了曾經廣泛使用的制備工藝繁雜、有污染、成本高的水玻璃和硅酸乙脂水解液。實踐證明，用硅溶膠液作為陶瓷殼型粘劑具有下列優點：配制工藝簡便，涂料便于貯存，浸涂用過的料漿調整成分后可繼續使用，減少材料消耗，浸涂工藝性能穩定，容易操作，取消了用硅酸乙脂水解液時的氨干，工作環境得到改善，采用可控濕度的熱風干燥，殼型強度高，采用水基硅溶膠，安全性好。據稱，從硅酸乙酯改用硅溶膠后，能源消耗減少20～30％，殼型合格率提高15～20％，工作環境大大改善。

現有硅溶膠型殼制備過程中，當漿料的粘度較大(涂-4大于45s)時，消泡劑或潤濕劑與漿料的復合效果較差，無法獲得理想的親和性和表面光潔度，而當消泡劑或潤濕劑加入量過大時，又對蠟件表面造成一定程度地腐蝕。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供了一種精密鑄件制殼用面層涂料及其制備方法，通過濕潤劑和消泡劑和漿料加入比例的優選，在提高面層漿料與蠟件表面的親和性、產品殼膜的表面光潔度的同時，避免了消泡劑或潤濕劑對蠟件腐蝕；產品殼膜的線性收縮穩定性以及抗穿刺性能也得到了有效提升。

為實現上述目的，本發明采用如下工藝：

一種精密鑄件制殼用面層涂料，由下列重量份比的原料組成：硅溶膠10份、鋯英粉38-42份、消泡劑0.015-0.02份、濕潤劑0.04-0.045份。此時，產品的粘度值一般為48-57s。(本發明中所述粘度皆為涂-4粘度)

優選的，所述消泡劑為有機硅樹脂消泡劑(命名為GPE30消泡劑)，其中，有機硅樹脂的質量百分數小于10％。所述濕潤劑由磷酸、異辛酯和環氧乙烯聚合物混合而成(命名為A-35型濕潤劑)，其中，各組分加入量為本領域的常規用量。

采用上述面層涂料制備的型殼質量穩定，表面致密，鑄件尺寸精度高，表面質量好，具有優異的高溫強度、脫殼性和耐火性；同時，型殼還具有導熱性好、熱膨脹性小、熱振穩定性高等優點。

實際生產中，由于本發明面層漿料的粘度較大，采用常規消泡劑、潤濕劑添加比例時，消泡效果較差，產品表面易出現夾豆(如圖1所示)，同時漿料的潤濕性提升不大，無法有效降低漿料表面能，漿料的涂掛效果差，產品表面存在毛刺。為了克服上述問題，本發明綜合分析了硅溶膠和鋯英粉表面性能、濃度與附著力作用關系以及二者與有機溶劑的融合機理，再經過上千次的實驗摸索和驗證，發現采用消泡劑和濕潤劑的質量比為3：8-4:9，可以有效提高面層漿料與蠟件表面的親和性，改善產品殼膜的表面光潔度，同時避免消泡劑或潤濕劑對蠟件腐蝕。

在實驗中還發現，對于本發明的面層漿料，當消泡劑和潤濕劑的比例發生改變時候，特別是當潤濕劑比例增大時候，會大大提高漿料的和蠟件的親和性，當消泡劑和潤濕劑的加入比例為1：1時，產品殼膜表面的毛刺叢生，如圖1所示；當二者的重量份比為1：2時，毛刺現象有所改善，但親和性、表面光潔度以及平整度還是難以達到要求，如圖2所示，通過反復對比實驗，最終發現當消泡劑和濕潤劑的重量份比為3：8時，獲得的產品殼模不僅具有較優的親和性、光潔度和平整度，而且線性收縮穩定性以及抗穿刺性能顯著增強；繼續增大潤濕劑的加入比到二者質量比大于4：9時，蠟件表面出現不同程度腐蝕，為克服上述問題，本申請中將消泡劑和濕潤劑的質量比限定在3：8-4:9。

優選地，上述面層涂料由下列重量份比的原料組成：硅溶膠10份、鋯英粉40份、GPE30消泡劑0.015-0.02份、A-35型濕潤劑0.04-0.045份。