[發(fā)明專利]一種鋅鑄錠模涂料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610017220.4
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105537508B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勝民;趙曉軍;譚蓉;黨建偉;劉金剛;劉華偉;何明奕
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 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

本發(fā)明公開了一種鋅鑄錠模涂料，屬于有色金屬熔鑄技術(shù)領(lǐng)域，用于鋅及鋅合金澆鑄時鑄錠模內(nèi)腔表面的涂裝。本發(fā)明的鋅鑄錠模涂料由石墨粉20%～30%，氧化鋅7%～10%，鈉基膨潤土10%～15%，磷酸二氫鋁5%～7%，羧甲基纖維素鈉5%～8%，石英粉8%～10%和余量水組成。本發(fā)明的鋅鑄錠模涂料配制時先將石墨粉、氧化鋅、鈉基膨潤土、羧甲基纖維素鈉、石英粉放入溫度不小于60℃的水中，最后加入磷酸二氫鋁。使用時將該配制好的涂料噴涂在溫度為60～80℃的鑄錠模內(nèi)腔表面。本發(fā)明所述鋅鑄錠模涂料使用方便，可在線使用，采用該涂料后鋅錠或鋅合金錠外觀色澤均勻，完全消除了黑斑、暗斑等外觀質(zhì)量缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅鑄錠模涂料及制備方法，屬于有色金屬熔鑄技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在濕法煉鋅技術(shù)中電解鋅板熔化后液態(tài)鋅從熔化爐澆入鑄錠模凝固成倒梯形的鋅錠。目前的鋅鑄錠模材質(zhì)多為經(jīng)濟實惠的鑄鐵材料，生產(chǎn)時鋅鑄錠模固定在自動澆注機的（如直線式自動澆注機、圓盤式自動澆注機）輸送機構(gòu)上，液態(tài)鋅澆入鑄錠模后在鑄錠模的移動過程中通過模壁的散熱液態(tài)鋅完成結(jié)晶過程，然后鑄錠模到達(dá)翻轉(zhuǎn)落錠位置時凝固后的鋅錠落下進(jìn)入堆垛工序。目前的生產(chǎn)實踐中鋅液在鑄錠模內(nèi)凝固結(jié)晶時存在著以下缺陷：①由于鑄錠模模壁和液態(tài)鋅及鋅合金具有較好的潤濕性能，導(dǎo)致鋅錠脫模時時常發(fā)生粘模現(xiàn)象，導(dǎo)致鋅錠外觀粗糙；②鋅液冷卻結(jié)晶過程中由于鑄錠模的底部散熱速度慢，尤其是澆注位置處的溫度最高，造成鋅錠澆注位置與其它位置冷卻速度相差較大，導(dǎo)致凝固后澆注位置鑄錠的底部和表面產(chǎn)生大塊的黑斑、暗斑；③澆注和冷卻過程高溫熔鋅和鑄錠模的接觸界面總是發(fā)生一定程度的化學(xué)反應(yīng)，另外澆注過程也是液態(tài)鋅對鑄錠模表面的沖刷過程，隨著時間的延長鑄錠模表面形成薄薄一層鋅鐵化合物層，部分鋅鐵化合物層脫落，導(dǎo)致鑄錠模發(fā)生沖蝕和熔蝕損壞，使用壽命縮短。這些缺陷不僅嚴(yán)重影響了鋅及鋅合金鑄錠的外觀質(zhì)量，還縮短了鑄錠模的使用壽命，增加了生產(chǎn)成本。

針對這些問題，人們嘗試改進(jìn)鑄錠模材質(zhì)或?qū)﹁T錠模表面進(jìn)行涂覆處理。如中國專利（申請?zhí)朇N201410373850.6）公開了一種復(fù)合材料鑄錠模，它在常用的鑄鐵材質(zhì)鑄錠模表面上通過鑄滲法覆蓋一層厚度為2～10 mm金屬基陶瓷增強顆粒復(fù)合層。這種鑄錠模可以防止鋅熔體對鑄錠模的腐蝕，但2～10 mm厚度的金屬基陶瓷復(fù)合層導(dǎo)致鑄錠模的冷卻能力下降，致使自動澆注機的生產(chǎn)節(jié)拍變慢，降低了生產(chǎn)率；另外金屬基陶瓷復(fù)合層和基體之間的結(jié)合強度是否能夠滿足鑄錠模的使用壽命要求也是一個不容忽略的因素。中國專利（申請?zhí)朇N201420268989）公開了一種用于生產(chǎn)鋁合金錠的鑄錠模，它由鑄鐵材質(zhì)的鑄錠模外殼和石墨內(nèi)殼組成，兩者之間采用導(dǎo)熱粘接劑結(jié)合。這種鑄錠模因澆注過程和液態(tài)金屬接觸的是石墨層，可以獲得外觀質(zhì)量均勻的鋁錠，避免了鑄錠的色差缺陷，且冷卻速度也能夠滿足自動澆注機的生產(chǎn)節(jié)拍要求；但石墨內(nèi)層的強度低，易發(fā)生裂紋、斷裂，造成石墨層部分損壞，在大批量生產(chǎn)中損壞的石墨內(nèi)殼更換將影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

借鑒冶金爐的構(gòu)造原理，人們將耐火涂料涂敷在鋅鑄錠模表面，它消除了鋅錠的色差和黑斑，獲得了色澤均勻的鋅錠外觀；但耐火涂料導(dǎo)熱性差，增大了鋅錠/模壁界面的熱阻，明顯延長了凝固時間，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低；另外耐火涂料的熱膨脹率和常用鑄錠模材質(zhì)鑄鐵的熱膨脹率相差較大，結(jié)果導(dǎo)致耐火涂料發(fā)生部分脫落，而剩余的部分涂料又牢固地粘接在鑄錠模表面難以去除，最終導(dǎo)致鑄錠模內(nèi)腔凹凸不平。人們又采用揮發(fā)性涂料對鑄錠模表面進(jìn)行涂敷，雖保護(hù)了鑄錠模，延長了鑄錠模的使用壽命，但鑄錠模模壁上殘留有揮發(fā)性涂料的燒損物，且澆注過程因為涂料的燒損揮發(fā)而產(chǎn)生了環(huán)境污染，所以揮發(fā)性涂料也不適合于鋅鑄錠模的涂裝。為此，基于目前常用的鋅及鋅合金自動澆注機生產(chǎn)工藝研究一種使用簡單、成本低廉，改善鋅錠外觀質(zhì)量，延長鑄錠模使用壽命的涂料及其使用方法成為該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋅鑄錠模涂料，用于鋅及鋅合金澆鑄時鑄錠模內(nèi)腔表面的涂敷。