本發(fā)明涉及消失模鑄造涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金鑄造用高熱穩(wěn)定的水基消失模涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，鎂合金憑借其優(yōu)良的綜合性能正逐步取代部分鐵和鋼，成為應(yīng)用越來越廣泛的材料，在汽車、航空等領(lǐng)域的應(yīng)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(shù)具有工藝簡單、鑄件尺寸精度高、加工余量小等等優(yōu)點(diǎn)，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(tài)，且鎂金屬性質(zhì)活潑，極易氧化燃燒，最終導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)孔洞、氧化皺皮等缺陷，導(dǎo)致其力學(xué)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(guān)鍵的作用，是消失模鑄造獲得優(yōu)質(zhì)鑄件必不可少的輔助材料，其透氣性、涂層強(qiáng)度、流變性等性質(zhì)都將會(huì)對(duì)鑄造產(chǎn)品產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，選擇性能優(yōu)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(yīng)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(dǎo)熱性差，導(dǎo)致型腔內(nèi)溫度過高，阻燃效果不理想，鎂金屬的大量燃燒氧化導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種鎂合金鑄造用高熱穩(wěn)定的水基消失模涂料及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種鎂合金鑄造用高熱穩(wěn)定的水基消失模涂料，其特征在于，該涂料由以下重量份的原料制成：石英粉40-50、導(dǎo)熱改性硅藻土10-20、納米氮化硼4-5、羥丙基甲基纖維素2-3、膨潤土1-2、正硅酸乙酯2-5、磷酸鈉0.1-0.2、木質(zhì)素磺酸鈉0.1-0.2、硼酸鋅0.1-0.2、無水乙醇20-30、去離子水30-50、濃度為15-20%的稀鹽酸溶液5-10。
所述的導(dǎo)熱改性硅藻土由以下方法制得：
（1）先將硅藻土經(jīng)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(diào)節(jié)溶液pH值為4-5，隨后升溫至95-100℃，繼續(xù)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(dǎo)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高熱穩(wěn)定的水基消失模涂料的制備方法為：先將木質(zhì)素磺酸鈉、羥丙基甲基纖維素、納米氮化硼、膨潤土、磷酸鈉與無水乙醇、去離子水混合研磨分散30-50min，隨后加入正硅酸乙酯，攪拌反應(yīng)20-30min后滴加稀鹽酸溶液，滴加結(jié)束后混合反應(yīng)40-50min后加入其它剩余物料，混合研磨分散2-3h后即得該水基涂料。
本發(fā)明制備的消失模涂料具備優(yōu)良的高熱穩(wěn)定性，既可適當(dāng)?shù)慕档托颓粌?nèi)溫度，改善鎂金屬氧化燃燒現(xiàn)象，又可以形成穩(wěn)定的保護(hù)膜層，防止金屬液透過涂層形成化學(xué)粘砂，該發(fā)明制備得到的涂料涂層具有高熱穩(wěn)定、透氣、導(dǎo)熱、不粘合金、易于清理、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，使用該涂料后可獲得高光潔度的鑄件，有效的提高了鎂合金鑄件質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
一種鎂合金鑄造用高熱穩(wěn)定的水基消失模涂料，其特征在于，該涂料由以下重量份的原料制成：石英粉40、導(dǎo)熱改性硅藻土10、納米氮化硼4、羥丙基甲基纖維素2、膨潤土1、正硅酸乙酯2、磷酸鈉0.1、木質(zhì)素磺酸鈉0.1、硼酸鋅0.1、無水乙醇20、去離子水30、濃度為15%的稀鹽酸溶液5。
其中導(dǎo)熱改性硅藻土由以下方法制得：
（1）先將硅藻土經(jīng)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(diào)節(jié)溶液pH值為4，隨后升溫至95℃，繼續(xù)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(dǎo)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。
該涂料的制備方法為：先將木質(zhì)素磺酸鈉、羥丙基甲基纖維素、納米氮化硼、膨潤土、磷酸鈉與無水乙醇、去離子水混合研磨分散30min，隨后加入正硅酸乙酯，攪拌反應(yīng)20min后滴加稀鹽酸溶液，滴加結(jié)束后混合反應(yīng)40min后加入其它剩余物料，混合研磨分散2h后即得該水基涂料。
得到的涂料性能測試結(jié)果為：
密度：1.40g/mm3；懸浮率：95%；粘度：82mP.s；觸變率：17%；透氣性：32.4cm2.(KPa.min)-1；涂層強(qiáng)度：1058g/mm；導(dǎo)熱系數(shù)：0.85W/(m.k)。
將其涂刷在泡沫塑樣表面形成厚度為0.5mm的涂料層，隨后經(jīng)干燥處理后進(jìn)行鎂合金件澆注，得到的鎂合金鑄件表面光潔，表面粗糙度≤Ra12.5μm，無氧化皺皮現(xiàn)象。