專利名稱：一種消失模鑄造用水基涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種消失模鑄造涂料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消失模鑄造以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“綠色鑄造技術(shù)”和“21世紀(jì)的鑄造技術(shù)”。自上世紀(jì)60年代在我國開始應(yīng)用以來，經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，消失模鑄造的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。消失模鑄造涂料是消失模鑄造工藝的兩大關(guān)鍵技術(shù)之一。涂料的性能直接影響鑄件的質(zhì)量，與傳統(tǒng)砂型用鑄造涂料有顯著不同。傳統(tǒng)砂型鑄造涂料的主要目的是防止鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂，而消失模鑄造用涂料除上述兩個(gè)作用外，還具有形成和保持鑄件空腔的重要作用，因此它必須具有較高的常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度和適宜的高溫透氣性。雖然消失模鑄造工藝自問世以來得到較快發(fā)展，但涂料技術(shù)一直困擾著鑄件成品率難以較大的提高，其主要原因是由于涂料的質(zhì)量不能滿足消失模鑄造工藝的要求。一是常溫強(qiáng)度達(dá)不到要求，造型時(shí)致使模樣變形和涂料破損使鑄件報(bào)廢；二是高溫強(qiáng)度較低，澆注時(shí)出現(xiàn)鑄件型腔塌陷、破壞、涂料剝落等使鑄件報(bào)廢；三是涂料沒有適宜的高溫透氣性， 過高的透氣性導(dǎo)致型腔塌陷，過低的透氣性使鑄件產(chǎn)生氣孔、皺皮、夾渣等鑄造缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種消失模鑄造用水基涂料， 該涂料高溫強(qiáng)度和低溫強(qiáng)度以及其它性能都滿足消失模鑄造使用要求，且工藝簡單，成本低廉。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種消失模鑄造用水基涂料，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成 150-200 目莫來石粉 15-18 %、80-150 目石英粉 5-8 %、200-320 目鋁礬土 12-18%、硅溶膠1.2-1.5%、聚醋酸乙烯乳1.5-3.0%，羧甲基纖維酸鈉0. 1-0.4%、烷基笨磺酸鈉 0. 15-0. 35%、硫酸鈉0. 15-0. 35%、正辛醇0. 1-0. 3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 10-0. 18%，余
量是水。其中，所述涂料優(yōu)選組成為150-200目莫來石粉16-17 %、80-150目石英粉 6-7%,200-320目鋁礬土 14-16%、硅溶膠1. 3-1. 4%、聚醋酸乙烯乳2. 4-2. 6%，羧甲基纖維酸鈉0. 2-0. 4%、烷基苯磺酸鈉0. 20-0. 30%、硫酸鈉0. 20-0. 30%、正辛醇0. 1-0. 3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 14-0. 16%，余量是水。其中，所述涂料最優(yōu)組成為150-200目莫來石粉16%、80-150目石英粉6%、 200-320目鋁礬土 15%、硅溶膠1. 5%、聚醋酸乙烯乳2. 5%，羧甲基纖維酸鈉0. 3%、烷基苯磺酸鈉0. 25%、硫酸鈉0. 25%、正辛醇0. 2%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 15%，余量是水。上述涂料的制備方法為a.將莫來石粉、石英粉和鋁礬土基料在涂料碾磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入總水量的35%的水于基料中，將基料濕潤并攪拌開；b.將硅溶膠、聚醋酸乙烯乳、羧甲基纖維酸鈉、烷基苯磺酸鈉、硫酸鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚依次加入上述已經(jīng)濕潤并攪拌開的基料中，并加入總水量的5%的水于涂料碾磨設(shè)備中攪拌30-60min。c.然后將余量的水于涂料碾磨設(shè)備中，并研磨120-180min即可。選用在基料中以莫來石粉為主是因?yàn)槟獊硎鄣娜埸c(diǎn)高達(dá)1800°C，耐熱性能好， 莫來石粉熱膨脹率低，使用莫來石粉做基料，涂料低溫和高溫強(qiáng)度好，導(dǎo)熱性也好，且莫來石粉蓄熱系數(shù)高，有利于加快鑄件的冷卻，細(xì)化鑄件工作層組織并增加鑄件工作層的白口層深度，有利于提高鑄件使用壽命。另外還加入石英粉和鋁礬土，石英粉熔點(diǎn)達(dá)1713°C，且石英粉密度2700kg/m3，鋁礬土熔點(diǎn)大于1770°C，基料中加入適量石英粉和鋁礬土可改善涂料的懸浮性能。消失模鑄造用水基涂料采用150-200目莫來石粉15-18%、80-150目石英粉5-8%、200-320目鋁礬土 12-18%作為骨料，具有良好的低溫和高溫強(qiáng)度性能，有利于獲得高質(zhì)量的鑄件產(chǎn)品。基料中不加石墨粉、滑石粉和硅藻土，不添加石墨有利于環(huán)保，而滑石粉和硅藻土中含有結(jié)晶水，在高溫金屬熔液作用下易分解釋放出結(jié)晶水而形成水蒸氣浸入金屬熔液，凝固后易在鑄件中形成氣孔等鑄造缺陷。本發(fā)明涂料以硅溶膠、聚醋酸乙烯乳羧和甲基纖維酸鈉為主要粘結(jié)劑，既具有高溫粘接劑，又具有低溫粘接劑。本發(fā)明所選用的羧甲基纖維酸鈉的取代度為0. 65-0. 85，聚合度η > 200。羧甲基纖維酸鈉在涂料中的主要作用有一是靠高分子鏈形成網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)；二是高分子鏈吸附水分子形成溶劑化層；三是具有剪切稀釋作用。涂料中加入羧甲基纖維酸鈉后，形成稠化現(xiàn)象，使涂料粘結(jié)效果變好。為了改善涂料的懸浮性能，本發(fā)明加入烷基苯磺酸鈉和硫酸鈉。涂料中易出現(xiàn)泡沫，若不及時(shí)去除，將會影響涂料層表面質(zhì)量，進(jìn)而影響鑄件質(zhì)量，在涂料中加入正辛醇，不僅具有良好的消泡作用，還具有改善涂料潤濕性的作用。為了改善涂料的潤濕性能，防止涂料層開裂和剝落，在涂料中加入脂肪醇聚氧乙烯醚做表面活性劑，可明顯提高涂料層的綜合性能，對改善鑄件質(zhì)量是十分有利的。本發(fā)明以水作為載體，具有成本低廉，保存、運(yùn)輸和使用方便等特點(diǎn)。本發(fā)明方法的有益效果為本發(fā)明的消失模鑄造用水基涂料具有優(yōu)異的性能，具有良好的懸浮性和觸變性； 涂料還具有良好的透氣性和較高的表面強(qiáng)度，很好的滿足了消失模鑄造用涂料的要求。該涂料配制方法簡單，無毒害，生產(chǎn)的鑄件表面光潔度高。本涂料主要用于消失模鑄造生產(chǎn)鑄鐵、鑄鋼及有色合金鑄件。與國外同類產(chǎn)品相比，在質(zhì)量相當(dāng)?shù)那闆r下，所需成本降低50%。 本發(fā)明克服了現(xiàn)有常規(guī)鑄造涂料制備技術(shù)中耐火粉料價(jià)格昂貴，涂料生產(chǎn)成本較高的缺陷；同時(shí)本發(fā)明鑄造涂料滑爽且粘度適宜。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種消失模鑄造用水基涂料，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成150-200 目莫來石粉15%、80-150目石英粉8%、200-320目鋁礬土 12%、硅溶膠1. 5%、聚醋酸乙烯乳1. 5 %，羧甲基纖維酸鈉0. 4 %、烷基苯磺酸鈉0.15%、硫酸鈉0.35%、正辛醇0. 1 %、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 18%，余量是水。實(shí)施例二一種消失模鑄造用水基涂料，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成150-200 目莫來石粉18%、80-150目石英粉5%、200-320目鋁礬土 18%、硅溶膠1. 2%、聚醋酸乙烯乳3. 0 %，羧甲基纖維酸鈉0.1%、烷基苯磺酸鈉0. 35 %、硫酸鈉0.15%、正辛醇0.3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 10%，余量是水。實(shí)施例三一種消失模鑄造用水基涂料，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成150-200 目莫來石粉16%、80-150目石英粉6%、200-320目鋁礬土 15%、硅溶膠1. 5%、聚醋酸乙烯乳2. 5 %，羧甲基纖維酸鈉0.3%、烷基苯磺酸鈉0. 25 %、硫酸鈉0.25%、正辛醇0.2%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 15%，余量是水。上述實(shí)施例一至三的涂料的制備方法為a.將莫來石粉、石英粉和鋁礬土基料在涂料碾磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入總水量的35%的水于基料中，將基料濕潤并攪拌開；b.將硅溶膠、聚醋酸乙烯乳、羧甲基纖維酸鈉、烷基苯磺酸鈉、硫酸鈉、正辛醇、脂肪醇聚氧乙烯醚依次加入上述已經(jīng)濕潤并攪拌開的基料中，并加入總水量的5%的水于涂料碾磨設(shè)備中攪拌45min。c.然后將余量的水于涂料碾磨設(shè)備中，并研磨150min即可。經(jīng)測試，實(shí)施例一至三的消失模鑄造用水基涂料的密度為1. 4-1. 6g/cm3,放置72 小時(shí)后的懸浮率大于98% ；涂料的剪切應(yīng)力為16-19Pa。用涂4粘度計(jì)測定涂料的表觀粘度值為40-4k。觸變率為15%-17%。涂料的涂刷指數(shù)、滴淌量和滴淌時(shí)間分別約為6.0， 0. 4g和10s。涂層的低溫強(qiáng)度高于800g/mm。經(jīng)過1200°C焙燒后涂料涂層的強(qiáng)度高于600g/ mm。涂層的低溫透氣性高于13cm2 · (kPa · min)—1，高溫透氣性大于30cm2 · (kPa · min)—1。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種消失模鑄造用水基涂料，其特征在于，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成150-200目莫來石粉15-18 %、80-150目石英粉5-8 %、200_320目鋁礬土 12-18%、 硅溶膠1. 2-1. 5%、聚醋酸乙烯乳1. 5-3. 0%，羧甲基纖維酸鈉0. 1-0. 4%、烷基苯磺酸鈉 0. 15-0. 35%、硫酸鈉0. 15-0. 35%、正辛醇0. 1-0. 3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 10-0. 18%，余量是水。
2.如權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于，所述涂料組成為150-200目莫來石粉 16-17%,80-150 目石英粉 6-7%、200-320 目鋁礬土 14-16%、硅溶膠 1.3-1.4%、聚醋酸乙烯乳2. 4-2. 6 %，羧甲基纖維酸鈉0. 2-0. 4 %、烷基苯磺酸鈉0. 20-0. 30%、硫酸鈉 0. 20-0. 30%、正辛醇0. 1-0. 3%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 14-0. 16%，余量是水。
3.如權(quán)利要求2所述的涂料，其特征在于，所述涂料組成為150-200目莫來石粉 16%,80-150目石英粉6%、200-320目鋁礬土 15%、硅溶膠1. 5%、聚醋酸乙烯乳2. 5%，羧甲基纖維酸鈉0. 3%、烷基苯磺酸鈉0. 25%、硫酸鈉0. 25%、正辛醇0. 2%、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 15%，余量是水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消失模鑄造用水基涂料，該涂料由以重量百分比計(jì)的下述組分組成150-200目莫來石粉15-18％、80-150目石英粉5-8％、200-320目鋁礬土12-18％、硅溶膠1.2-1.5％、聚醋酸乙烯乳1.5-3.0％，羧甲基纖維酸鈉0.1-0.4％、烷基苯磺酸鈉0.15-0.35％、硫酸鈉0.15-0.35％、正辛醇0.1-0.3％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.10-0.18％，余量是水。
文檔編號B22C3/00GK102371336SQ20111030759
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者許立新 申請人:許立新