[發明專利]生產球墨鑄鐵件的消失模涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711307714.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109746384A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 周仕勇;馬津;柳紅飛
• 申請（專利權）人: 山東省源通機械股份有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22C9/04
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發明屬于消失模鑄造輔料領域，具體涉及一種生產球墨鑄鐵件的消失模涂料及其制備方法。所述的消失模涂料由耐火材料、粘結劑、懸浮劑、水和添加劑組成，其中，耐火材料由如下質量分數的原材料混制而成：石英砂28?32％、鋁礬土粉48?52％和棕剛玉粉18?22％；懸浮劑為鋰基膨潤土和羧甲基纖維素鈉兩者的混合物。所述的消失模涂料具有高的強度和剛度、高的耐火性能、優異的透氣性、較強的附著力、良好的涂掛、燒結及剝離性能；本發明的制備方法工藝合理、易于實現。

技術領域

本發明屬于消失模鑄造輔料領域，具體涉及一種生產球墨鑄鐵件的消失模涂料及其制備方法。

背景技術

消失模鑄造，通常是將泡沫塑料等高分子材料制作成為與要生產鑄造的零件結構、尺寸完全一樣的模具，刷涂消失模涂料并烘干后，埋在干石英砂中經三維振動造型，在負壓下將熔化的金屬液澆入到澆鑄造型砂箱，使高分子材料模型受熱氣化抽出，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。

目前，消失模涂料在消失模鑄造工藝中日顯重要，如果涂料的性能、配制出現問題，就會使鑄件產生質量不穩定、廢品率上升等現象。消失模涂料的性能直接影響著消失模鑄造工藝的成功與否。普通的消失模鑄造涂料高溫下附著力差、強度低、耐火差、發氣量大，容易造成鑄件產生粘砂、砂眼、氣孔、碳渣、彎曲變形等缺陷。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種生產球墨鑄鐵件的消失模涂料，具有高的強度和剛度、高的耐火性能、優異的透氣性、較強的附著力、良好的涂掛、燒結及剝離性能；本發明同時提供其制備方法。

本發明所述的生產球墨鑄鐵件的消失模涂料，由耐火材料、粘結劑、懸浮劑、水和添加劑組成，其中，耐火材料由如下質量分數的原材料混制而成：

石英砂28-32％、鋁礬土粉48-52％和棕剛玉粉18-22％。

石英砂、鋁礬土粉和棕剛玉粉的粒度為180-220目。

石英砂，SiO₂＞98％，SiO₂在高溫下與FeO生成低熔點、低粘度的FeO·SiO₂，造成化學粘砂；但是跟鋁礬土配用可獲得良好效果，石英砂和鋁礬土粉在1500-1700℃下燒結時，較低的燒結溫度能顯著改善其燒結性能，提高鑄件的脫砂性能，經焙燒相變處理的石英砂粉膨脹系數與鋯英粉相當，對消除夾砂和脈紋缺陷有很好的效果。但是，鋁礬土和石英砂混制的耐火材料存在涂層厚并且難清理的問題。

棕剛玉粉，Al₂O₃含量為85-90％，結構致密，導熱率高，膨脹系數小，對酸和堿都有很高的化學抵抗性。單獨使用或與涂料傳統方法配用時，鑄件脫砂效果一般，但與石英砂和鋁礬土粉配用大大提高了其燒結性和脫砂性等使用性能，所得涂層薄而均勻，涂層高溫膨脹小，強度高，不易變形，鑄件表面光潔平整，減少了鑄件碳渣缺陷，提升了鑄件成品的合格率。

采用該混制的耐火材料制成的高強度涂料有效的防止鑄件產生機械粘砂和熱化學粘砂，提高泡沫塑料模型的剛度，防止埋型時變形，具有良好透氣性的表面耐火涂層更有助于消失模模樣熱分解氣體的迅速排出。

同時，耐火材料骨料的顆粒形狀對涂料的透氣性也有很大的影響，球形顆粒(石英砂、棕剛玉粉)形成外露的微孔，構成松散的多孔結構，透氣性較高。

粘結劑為水溶性酚醛樹脂和白乳膠兩者的混合物。

水溶性酚醛樹脂的用量為耐火材料總質量的2-3％，白乳膠的用量為耐火材料總質量的1-1.2％。該組份的粘結劑不僅賦予涂料高的強度和涂掛性、懸浮性，還使涂層具有了良好的附著性。水溶性酚醛樹脂和白乳膠組成的粘結劑高溫下分解可形成一些空洞，從而增加了涂料的高溫透氣性。