[發明專利]一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610273351.9
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105750486A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 黃學勇
• 申請（專利權）人: 霍邱縣鑫瑞金屬制品有限責任公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22C9/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及消失模鑄造涂料技術領域，尤其涉及一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料及其制備方法。

背景技術

近年來，鎂合金憑借其優良的綜合性能正逐步取代部分鐵和鋼，成為應用越來越廣泛的材料，在汽車、航空等領域的應用尤為突出，而消失模鑄造鎂合金鑄件也是引人注目的研究方向，使用消失模鑄造技術具有工藝簡單、鑄件尺寸精度高、加工余量小等等優點，然而由于鎂合金鑄件的消失模鑄造過程中澆注溫度較低，消失模氣化較為困難，消失模多呈液態，且鎂金屬性質活潑，極易氧化燃燒，最終導致鑄件出現孔洞、氧化皺皮等缺陷，導致其力學性能差，使用受到限制。

在消失模鑄造工藝中消失模涂料起著關鍵的作用，是消失模鑄造獲得優質鑄件必不可少的輔助材料，其透氣性、涂層強度、流變性等性質都將會對鑄造產品產生至關重要的影響，選擇性能優良的涂料可以有效的降低鎂合金鑄件的鑄造缺陷，理想的涂料應該具備良好的透氣性、浸潤性、吸附性以及抗氧化、阻燃等等效果。《石英粉消失模鑄造鎂合金涂料的研制》一文以石英粉、硅藻土作為耐火骨料，鈉基膨潤土、CMC作為懸浮劑，糊精與硅溶膠作為粘接劑制備得到了具有高透氣性和阻燃效果的鎂合金消失模涂料，然而這種涂料澆注過程中形成的涂層導熱性差，導致型腔內溫度過高，阻燃效果不理想，鎂金屬的大量燃燒氧化導致鑄件出現嚴重缺陷。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料，其特征在于，該涂料由以下重量份的原料制成：石英粉20-30、導熱改性硅藻土10-20、微孔剛玉顆粒10-20、羥丙基甲基纖維素2-3、正硅酸乙酯2-5、木質素磺酸鈉0.1-0.2、納米活性炭4-8、微晶纖維素2-3、無水乙醇20-30、去離子水20-30、濃度為15-20%的稀鹽酸溶液5-10、硼酸鋅0.5-1。

所述的導熱改性硅藻土由以下方法制得：

（1）先將硅藻土經除雜后粉碎，過200-300目篩，過篩物備用；

（2）將異丙醇鋁與去離子水混合，水浴加熱至80-90℃，溶液超聲攪拌混合2-3h，待溶液pH值不再變化后加入適量的濃度為2mol/L的硝酸溶液，調節溶液pH值為4-5，隨后升溫至95-100℃，繼續攪拌混合1-2h后加入步驟（1）得到的物料，攪拌混合均勻后加熱至500-600℃，在真空條件下焙燒2-3h，隨后自然冷卻至室溫后取出，即得導熱改性硅藻土。

所述的步驟（2）中異丙醇鋁、硅藻土、去離子水的重量比為1:10:10-20。

所述的一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料的制備方法為：先將木質素磺酸鈉、羥丙基甲基纖維素、微晶纖維素、納米活性炭與無水乙醇、去離子水混合攪拌20-30min后超聲分散30-50min，隨后加入正硅酸乙酯，攪拌反應20-30min后滴加稀鹽酸溶液，滴加結束后混合反應40-50min后加入其它剩余物料，混合分散2-3h后即得該水基涂料。

本發明制備的消失模涂料以經過導熱改性的硅藻土和石英砂、微孔剛玉顆粒混合作為耐火骨料，同時添加了納米活性炭，使得該種涂料形成的涂層在高溫下具有優良的熱穩定性和透氣、吸附性，可有效的改善合金鑄件粘砂現象，同時對澆注型腔內溫度有調節作用，減緩鎂合金冷卻速度還能防止其過度氧化，極大的改善了鎂合金鑄件的質量。

具體實施方式

一種鎂合金鑄造用含納米活性炭的水基消失模涂料，其特征在于，該涂料由以下重量份的原料制成：石英粉20、導熱改性硅藻土10、微孔剛玉顆粒10、羥丙基甲基纖維素2、正硅酸乙酯2、木質素磺酸鈉0.1、納米活性炭4、微晶纖維素2、無水乙醇20、去離子水20、濃度為15%的稀鹽酸溶液5、硼酸鋅0.5。

其中導熱改性硅藻土由以下方法制得：

（1）先將硅藻土經除雜后粉碎，過200目篩，過篩物備用；

（2）將異丙醇鋁與去離子水混合，水浴加熱至80℃，溶液超聲攪拌混合2h，待溶液pH值不再變化后加入適量的濃度為2mol/L的硝酸溶液，調節溶液pH值為4，隨后升溫至95℃，繼續攪拌混合1h后加入步驟（1）得到的物料，攪拌混合均勻后加熱至500℃，在真空條件下焙燒2h，隨后自然冷卻至室溫后取出，即得導熱改性硅藻土。

其中步驟（2）中異丙醇鋁、硅藻土、去離子水的重量比為1:10:10。