专利名称：熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合涂料。
背景技术：
工业化生产中，铝及其合金熔炼时一般采用粘土石墨坩埚，陶瓷坩埚，铸铁坩埚。 虽然，粘土石墨坩埚和陶瓷坩埚从根本上消除了合金液的增铁现象，但是由于价格贵、传热 率低等原因，受到限制。铸铁坩埚价格便宜、传热率高等仍然占主导地位。铸铁坩埚的缺点 是容易被铝液侵蚀，从而降低使用寿命。并且，侵蚀发生时有害元素铁进入铝液中，导致合 金增铁而破坏材料性能。针对这一现象，人们普遍采用在坩埚内表面涂挂涂料的方法，提高 坩埚的使用寿命和避免合金液增铁发生。
目前，使用铁质坩埚熔炼铝合金时，多采用氧化锌涂料。由于这种单一物质制备的 涂料与铁坩埚的热膨胀系数存在较大差异，加热过程中涂料的热膨胀量小于铁的膨胀量， 由此产生的热膨胀应力致使涂料层(受拉应力或受压应力)发生裂纹，如图1所示，破坏了对 坩埚的保护作用，导致铝液侵蚀坩埚，降低坩埚寿命，同时铝液也受到铁的污染，如表1 (使 用氧化锌涂料熔化工业纯铝含铁量变化，原始含铁量为0. 35%)试验结果所示，不能达到涂 料所应有的作用。表 1
保邁时2 4 6 S 10 12 14
0,351 0.361 0.5 Jl 0,505 0.59S 0,663 0.6S1 S ft g 760 0360 0.372 0.540 ,54^ 0.5SO 0J59 0.674 S ‘ r ？ 7S0 0362 OJSS 0.501 IMS 0.592 0.661
820 036S 0,394 0.522 0.553 05S6 0.6 "0 0.6S1 S60 10.375 0.J90 0.5JO 0.556 0.650 0.6S4 0,69
发明内容
本发明的发明目的是为了解决现有单一物质及调配剂组成的涂料与铁坩埚的热 膨胀系数存在较大差异，致使涂料层发生裂纹的问题，提供了一种熔炼铝合金用铁坩埚复 合涂料。本发明的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料是一种由多元矿物质组成、无毒、不污染 环境的复合涂料。其主要优点是涂刷涂料时不需要加热坩埚，在室温下操作、使用方便。另 外本复合涂料无毒、无味，对人无害，不污染环境，能够自调节热膨胀应力，加热过程中复合 涂料随着坩埚的热膨胀而变化，避免了涂料层发生裂纹现象(如图2所示)，有效地防止了铝液侵蚀坩埚，提高了铁坩埚的使用寿命，同时也有效地防止了有害元素铁进入铝液中(如表 2所示)，从而发挥了涂料的保护效果，能够熔炼出优质的铝合金材料；复合涂料含有的导热 性优良的物质提高了热传导率，因而不降低合金熔炼速度。本发明制备的涂料适用于铝合金、锌合金熔炼所使用的铁质坩埚。在室温条件下 把涂料涂刷(抹)在坩埚上，自然干燥，复合涂料在坩埚表面上形成连续的保护层，停炉时淘 出铝液，只需在坩埚内浇入少量水使剩余铝液及氧化皮脱离涂料层(如图3所示)，即可用夹 钳取出，操作极为方便。
图1是氧化锌涂料使用过程后裂纹状况照片；图2是具体实施方式
十制备的熔炼 铝合金用铁坩埚复合涂料使用后无裂纹状况照片；图3是应用具体实施方式
十制备的熔炼 铝合金用铁坩埚复合涂料使用后剩余铝液及氧化皮脱离涂料层的照片。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体 实施方式间的 任意组合。
具体实施方式
一本实施方式中熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料由导热骨料、润滑 助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂、粘结剂和溶剂组成，各成分重量份数如下导热骨料 15 85份、润滑助流骨料25 45份、耐火骨料18 48份、热膨胀缓冲剂8 25份、粘结 剂2 12份，并且导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与 溶剂的体积比为5 3。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是所述的导热骨料是石墨 粉。其它与具体实施方式
一相同。本实施方式中所述的石墨粉为市售。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二之一不同的是所述的润滑助 流骨料是滑石粉。其它与具体实施方式
一或二之一相同。本实施方式中所述的滑石粉为市售。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是所述的耐火骨 料是氧化锌。其它与具体实施方式
一至三之一相同。本实施方式中所述的氧化锌为市售。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是所述的热膨胀 缓冲剂是碳酸氢纳。其它与具体实施方式
一至四之一相同。本实施方式中所述的碳酸氢纳为市售。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是所述的粘结剂 是硼酸。其它与具体实施方式
一至五之一相同。本实施方式中所述的硼酸为市售。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是所述的溶剂是 水。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是所述熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料34 36份、润滑助流骨 料22 28份、耐火骨料26 32份、热膨胀缓冲剂13. 5 16份、粘结剂4 5份，并且导 热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是所述
熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料31 33份、润滑助流骨 料29 31份、耐火骨料23 26份、热膨胀缓冲剂10. 5 13份、粘结剂5. 5 6份，并且 导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是所述熔炼铝合 金用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料32份、润滑助流骨料30份、耐火骨料 24份、热膨胀缓冲剂12份、粘结剂5. 5份，并且导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀 缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。其它与具体实施方式
一至七之一相同。表2是使用本实施方式制备的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料后熔化工业纯铝含 铁量变化(原始含铁量0. 35%)。表2
寸笮·' +Bf:;" 2 4 6 S 10 12 14 720 0 3^0 0 351 0350 OJ50 0.351 0 J51 0.351 'S Hm 760 0.349 0.350 CU51 OJ52 0.350 0.349 0.350 S "C) ^80 0352 0350 0352 0351 OJ50 0,352 0.351 S20 0,351 0,351 O.J52 OJ 55 0.351 0.J52 0,35! S60 0,350 0,350 CO 52 0J5I OJ 53 O J 54 0,35权利要求
熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料由导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂、粘结剂和溶剂组成，各成分重量份数如下导热骨料15～85份、润滑助流骨料25～45份、耐火骨料18～48份、热膨胀缓冲剂8～25份、粘结剂2～12份，并且导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5﹕3。
2.根据权利要求1所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的导热骨料 是石墨粉。
3.根据权利要求1或2所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的润滑 助流骨料是滑石粉。
4.根据权利要求3所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的耐火骨料是氧化锌。
5.根据权利要求1、2或4所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的热 膨胀缓冲剂是碳酸氢纳。
6.根据权利要求5所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的粘结剂是 硼酸。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述的 溶剂是水。
8.根据权利要求7所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述熔炼铝合金 用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料34 36份、润滑助流骨料22 28份、 耐火骨料26 32份、热膨胀缓冲剂13. 5 16份、粘结剂4 5份，并且导热骨料、润滑助 流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。
9.根据权利要求7所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述熔炼铝合金 用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料31 33份、润滑助流骨料29 31份、 耐火骨料23 26份、热膨胀缓冲剂10. 5 13份、粘结剂5. 5 6份，并且导热骨料、润滑 助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。
10.根据权利要求7所述的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，其特征在于所述熔炼铝合 金用铁坩埚复合涂料各成分重量份数如下导热骨料32份、润滑助流骨料30份、耐火骨料 24份、热膨胀缓冲剂12份、粘结剂5. 5份，并且导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀 缓冲剂和粘结剂的总体积与溶剂的体积比为5 3。
全文摘要
熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料，它涉及一种复合涂料。本发明解决了现有单一物质及调配剂组成的涂料与铁坩埚的热膨胀系数存在较大差异，致使涂料层发生裂纹的问题。本发明的复合涂料由导热骨料、润滑助流骨料、耐火骨料、热膨胀缓冲剂、粘结剂和溶剂组成。本发明的熔炼铝合金用铁坩埚复合涂料涂刷时不需要加热坩埚，在室温下操作、使用方便。另外本复合涂料无毒、无味，对人无害，不污染环境，能够自调节热膨胀应力，加热过程中复合涂料随着坩埚的热膨胀而变化，避免了涂料层发生裂纹现象，有效地防止了铝液侵蚀坩埚，提高了铁坩埚的使用寿命。
文档编号C04B35/66GK101830720SQ20101019341
公开日2010年9月15日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者彭德林 申请人:哈尔滨工业大学