[發(fā)明專利]一種3D打印砂型用水基流涂涂料的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105665620B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李天才
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏共享模具有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11254
• 代理人: 郝學(xué)江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印砂型鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種3D打印砂型用水基流涂涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)進步，生產(chǎn)、生活方式的改變，鑄造業(yè)也必須考慮可持續(xù)化發(fā)展。未來的鑄造發(fā)展，從產(chǎn)品需求上呈現(xiàn)“品種多樣性、現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、更新?lián)Q代快”等特點，從鑄造生產(chǎn)上要求優(yōu)質(zhì)可靠、高效智能、綠色低碳，從對鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率上要求越來越高，把3D打印技術(shù)應(yīng)用到鑄造工藝設(shè)計中，實現(xiàn)了設(shè)計、分析、制造過程的一體化，大大提高了鑄造工藝研發(fā)的效率、降低了企業(yè)研發(fā)成本、提高了鑄件質(zhì)量。3D打印砂型技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造緊密融合，有利于改造和提升傳統(tǒng)鑄造行業(yè)的核心競爭力，同時，巨大的市場容量也將砂型3D打印技術(shù)帶入快速發(fā)展通道。

與傳統(tǒng)制芯方式相比，3D打印砂型技術(shù)無需模具，可制作復(fù)雜的砂型/砂芯，尤其是模具難以成型的型芯。實現(xiàn)復(fù)雜砂芯的一體成型，提高造型精度，打印砂芯尺寸大，精度高，速度快，成本低，而且自動化控制工作，勞動強度低，噪音、粉塵污染小，剩余原料可回收再利用。3D打印技術(shù)在快速成形鑄造型(芯)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，由于砂型3D打印技術(shù)所用的砂粒比傳統(tǒng)制芯所用砂粒目數(shù)較細(xì)，常規(guī)涂料的滲透性很難滿足使用需求；由于3D打印的砂型內(nèi)腔結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對涂料的流平性要求較高，使用常規(guī)涂料時流痕較大，堆積、滴掛嚴(yán)重，后續(xù)處理麻煩，嚴(yán)重影響鑄件質(zhì)量。如果通過調(diào)低涂料的波美度來滿足滲透性和流平性，流痕、堆積、滴掛會有所解決，但是涂料的涂層厚度不夠，鑄件粘砂嚴(yán)重；如果通過多流幾遍解決涂層厚度問題，那么在多次烘干的過程中對砂型的強度影響較大，有時砂型還會開裂，而且砂型在轉(zhuǎn)運過程中容易損壞。現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN103878302A的專利文獻，公開了一種水基自干/快干砂型鑄造涂料及其制備方法，具體公開了一種水基自干/快干砂型鑄造涂料，干燥速度快、少/無污染、使用安全、制造成本低、燒結(jié)剝離率高。目前傳統(tǒng)的鑄造用涂料還沒有解決上述問題的方法。

因此，開發(fā)3D打印砂型用水基流涂涂料，對于拓寬砂型3D打印技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用具有較大的現(xiàn)實意義，而且這對提高鑄件的質(zhì)量具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)越的流動性、適當(dāng)?shù)臐B透性、良好的流平性、高效的懸浮穩(wěn)定性、合適的涂層厚度、超強的抗粘砂性以及環(huán)保、無污染、高效率的3D打印砂型用水基流涂涂料制備方法。

為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明通過如下方式實現(xiàn)：

一種3D打印砂型用水基流涂涂料，其特征在于，包括以下組分：鋯英粉、白剛玉、高鋁細(xì)粉、鉻鐵礦粉、葉臘石粉、硅線石粉、藍晶石粉、紅柱石粉、鋰輝石粉、鈉基膨潤土、海泡石粉、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、磷酸鹽、硅溶膠、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽、防腐劑、消泡劑、螢石、氧化鐵紅和水。

進一步的，所述的3D打印砂型用水基流涂涂料，其特征在于，所述的鋯英粉、白剛玉、高鋁細(xì)粉、鉻鐵礦粉、葉臘石粉、硅線石粉、藍晶石粉、紅柱石粉、鋰輝石粉中的一種或幾種為耐火骨料，所述的鈉基膨潤土及海泡石粉作為復(fù)合懸浮劑，所述的聚乙烯醇、聚醋酸乙烯乳液、磷酸鹽及硅溶膠中的兩種或兩種以上作為復(fù)合粘結(jié)劑，所述的磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽作為滲透劑，所述的螢石、氧化鐵紅作為助熔劑，采用DY-防腐劑、KST-202消泡劑，水作為載液。

進一步的，所述的3D打印砂型用水基流涂涂料，其特征在于，各個組分的質(zhì)量百分比為：耐火骨料55-70％、鈉基膨潤土2-3％、海泡石粉1-2％、聚乙烯醇0.4-0.6％、聚醋酸乙烯乳液0-0.2％、磷酸鹽0-0.2％、硅溶膠0-0.2％、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽0.1-0.3％、DY-防腐劑0.1-0.2％、螢石0.3-2.0％、氧化鐵紅1.0-2.0％、KST-202消泡劑0.1-0.2％和水23-38％。

進一步的，所述的3D打印砂型用水基流涂涂料，其特征在于，所述的鋯英粉、白剛玉、高鋁細(xì)粉、鉻鐵礦粉、葉臘石粉、硅線石粉、藍晶石粉、紅柱石粉目數(shù)均為400-600目。

進一步的，所述的3D打印砂型用水基流涂涂料，其特征在于，可以根據(jù)涂料的粘度及懸浮性調(diào)節(jié)懸浮劑鈉基膨潤土和海泡石粉比例，鈉基膨潤土：海泡石的比例控制在3:1-1:1。

同時，本發(fā)明提供了一種3D打印砂型用水基流涂涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)鈉基膨潤土及海泡石粉預(yù)處理：在攪拌下將膨潤土及海泡石與水進行1：1混合，完全分散均勻，靜置12-24小時，制得預(yù)處理復(fù)合懸浮劑漿；