铸铁消失模涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造涂料技术领域，具体涉及一种铸铁消失模涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着铸造行业的快速发展，大型铸造和精密铸造与日俱增，铸件的尺寸、内部缺陷 程度控制的愈加严格，加之环保理念深入人心，对铸造行业的环保性也提出了更高的要求。
[0003] 传统铸造一般是砂型铸造，生产过程需要大量树脂砂、水玻璃砂，型砂多为树脂 砂。在生产过程中，型砂难以回收再利用，生产时噪音较大，铸件复杂时需要大量的芯盒；浇 注时呋喃树脂产生大量有害气体，芯盒在铁水的冲击下会发生部分位移，影响铸件的精度； 后期清理产生大量粉尘，劳动环境恶劣，劳动强度大。
[0004] 消失模铸造，是将合成树脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA)发泡塑料制作的模型 填埋在型砂中。填埋型砂前消失模模型涂刷消失模涂料，并烘烤。浇注时，合成树脂发泡体 发生碳化并被铁液分解为气体，低温下合成树脂（聚苯乙烯EPS或共聚物STMMA)有机物排 放量仅占浇注铁液质量的〇. 3%，而砂型铸造为5%，消失模铸造产生的有机物排放时间短， 地点集中，易收集。采用负压抽吸式燃烧净化处理，燃烧产物净化后对环境无公害，旧砂回 收率达96%以上。与传统铸造相比：铸件外观光滑，无飞边毛刺，铸件精度高，简化铸造工 艺；消除了因取模、合箱引起的制造缺陷，简化砂处理过程；生产过程污染轻，污染物易控 制和集中处理，后期清理劳动强度低，易实现机械化、自动化和清洁生产。
[0005] 消失模铸造近似精密铸造，其中的重点，在于消失模涂料，涂料涂在消失模模型 上，经烘烤后，消失模具有一定强度，埋入型砂。浇注时，消失模分解为气体排除，消失模涂 料外壳在高温下，形成坚固的壳体，隔离铁液与型砂的接触。从物理化学角度来讲，主要是 利用一些高温稳定性很高的物质，通过物理隔绝来实现。但市面上的消失模涂料，大多是应 用在铸件质量较小的消失模涂料，应用在大型铸造时，废品率较高、铸件内部缺陷较多、冒 口或形状复杂处黏砂严重，而应用于大型铸件用消失模涂料价格又比较昂贵。基于现有商 业涂料的缺点，研宄高性能、低成本的水基涂料，是今后相关涂料发展的必然趋势。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种铸铁消失模涂料及其制备方法，解决目前将小型铸件消失模涂料 应用在大型铸造件时铸件内部缺陷较多、冒口或形状复杂处黏砂严重，废品率较高，改善目 前大型铸件消失模涂料性价比不高的问题。
[0007] 本发明的目的是以下述方式实现的： 一种铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝〇. 1-15,氧化铁0. 1-10,二氧 化硅5-30,铝矾土 2-20,石英砂10-50,锆英粉2-15,碳化硅0-10,钾长石0. 5-10,硅溶胶 0. 1-5,膨润土 1-5,凹凸棒土0. 1-8,硅酸镁锂0. 01-5,焦磷酸钠0. 01-1，滑石粉0. 1-8,白乳 胶 1-5,黄原胶 0? 1-8,BY粘结剂 0? 1-5,CMC0? 1-5,苯甲酸钠 0.01-1，水 30-200。
[0008] 氧化铝、氧化铁、二氧化硅、铝矾土、石英砂、锆英粉、碳化硅、钾长石、硅溶胶、膨润 土、凹凸棒土、焦磷酸钠、滑石粉、CMC、苯甲酸钠的粒度均为100-300目，硅酸镁锂为亚纳米 粉料。
[0009] 其制备方法具有如下步骤：①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发；②将 水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠；③硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶 液；④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘 结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二 氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。
[0010] 相对于现有技术，本发明通过加入亚纳米硅酸镁锂、硅溶胶和活性氧化铝，使涂层 产生一定程度的小尺寸效应，促进涂层的高温烧结，提高大型铸件产品的质量。
[0011] 本发明涂料具有优异的性能，涂层与消失模模型紧密结合，确保铸造精度和变性 量，涂层在高温下发生轻微烧结，在表面形成十分微小的气孔，可以有效确保合成树脂受热 分解产生的气体及时排除，降低内部缺陷。经检测，使用本涂料，铸件1_内最大增碳量小 于0. 01%。本发明施工方便，可以手刷或喷涂，涂层厚度达到2-3_时，就能满足铸造过程的 使用。本发明的涂料在长时间放置时呈凝胶型，触变性良好，在使用时稍加搅拌即可。
【具体实施方式】
[0012] 本发明所述的铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝0. 1-15,氧化 铁0. 1-10,二氧化硅5-30,铝矾土 2-20,石英砂10-50,锆英粉2-15,碳化硅0-10,钾长石 0. 5-10,硅溶胶0. 1-5,膨润土 1-5,凹凸棒土 0. 1-8,硅酸镁锂0. 01-5,焦磷酸钠0. 01-1，滑 石粉0. 1-8,白乳胶1-5,黄原胶0. 1-8,BY粘结剂0. 1-5,CMC0. 1-5,苯甲酸钠0.01-1，水 30-200。以上固体原料为100-300目。硅酸镁锂为亚纳米粉料。发明过程中发现，在夏天 时，用水量较高。
[0013] 其制备步骤如下：①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发；②将水发后黄 原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠；③亚纳米硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶 液；④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘 结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二 氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。
[0014] 实施例1 : 铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝2kg，氧化铁0.5kg，二氧化硅13kg，铝 巩土 12kg，石英砂20kg，错英粉4kg，碳化娃1.5kg，钾长石1.5kg，娃溶胶3kg，膨润 土 1.5kg，凹凸棒土 1.5kg，亚纳米娃酸镁锂0.25kg，焦磷酸钠0.03kg，滑石粉1kg，白 乳胶41^，黄原胶0.51^，8￥粘结剂11^，010.51^，苯甲酸钠0.021^，水33.461^。
[0015] 并按以下步骤制备：①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发；②将水发后 黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸钠；③亚纳米硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶 液；④将①中水发好的膨润土、凹凸棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘 结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二 氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合均匀，最后加入③中的物料混合均匀。
[0016] 实施例2: 铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝1.5kg，氧化铁1kg，二氧化硅5kg，铝 巩土 3kg，石英砂30kg，错英粉5kg，碳化娃lkg，钾长石lkg，娃溶胶2kg，膨润土lkg，凹凸 棒土lkg，亚纳米娃酸镁锂0. 2kg，焦磷酸钠0. 02kg，滑石粉2kg，白乳胶3kg，黄原胶0. 3kg， BY粘结剂 1. 5kg，CMClkg，苯甲酸钠 0. 02kg，水 40. 46kg。
[0017] 制备方法同实施例1。
[0018] 实施例3 : 铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化错5kg，氧化铁3kg，二氧化娃15kg，错研dn2kg，石英砂10kg，错英粉8kg，碳化娃5kg，钾长石2kg，娃溶胶0.lkg，膨润土lkg，凹凸棒土 lkg，亚纳米娃酸镁锂2kg，焦磷酸钠0. 4kg，滑石粉3kg，白乳胶1. 5kg，黄原胶3kg，BY粘结 剂 0.lkg，CMCO.lkg，苯甲酸钠 0. 06kg，水 37. 74kg。
[0019] 制备方法同实施例1。
[0020] 实施例4 : 铸铁消失模涂料由以下原料组成：活性氧化铝2kg，氧化铁2kg，二氧化硅8kg，铝矾土 4kg，石英砂35kg，错英粉3kg，碳化娃lkg，钾长石lkg，娃溶胶3kg，膨润土 1. 5kg，凹凸棒土 0. 5kg，亚纳米娃酸镁锂0. 4kg，焦磷酸钠0. 05kg滑石粉3kg，白乳胶1. 5kg，黄原胶0. 5kg， BY粘结剂 0. 5kg，CMCO. 5kg，苯甲酸钠 0. 3kg，水 33. 15kg。
[0021] 制备方法同实施例1。
[0022] 其余实施例的配方如表1，制备方法同实施例1。
[0023] 表1实施例配方单位：kg
【主权项】
1. 一种铸铁消失模涂料，其特征在于由以下重量份的原料组成：氧化铝0. 1-15,氧化 铁0. 1-10,二氧化硅5-30,铝矾土 2-20,石英砂10-50,锆英粉2-15,碳化硅0-10,钾长石 0. 5-10,硅溶胶0. 1-5,膨润土 1-5,凹凸棒土 0. 1-8,硅酸镁锂0. 01-5,焦磷酸钠0. 01-1，滑 石粉0. 1-8,白乳胶1-5,黄原胶0. 1-8, BY粘结剂0. 1-5, CMC 0. 1-5,苯甲酸钠0.01-1，水 30-200。
2. 根据权利要求1所述的铸铁消失模涂料，其特征在于：氧化铝、氧化铁、二氧化硅、铝 矾土、石英砂、锆英粉、碳化硅、钾长石、硅溶胶、膨润土、凹凸棒土、焦磷酸钠、滑石粉、CMC、 苯甲酸钠的粒度均为100-300目，硅酸镁锂为亚纳米粉料。
3. -种根据权利要求1所述的铸铁消失模涂料的制备方法，其特征在于有如下步骤： ①膨润土、凹凸棒土、黄原胶和CMC分别水发；②将水发后黄原胶、CMC混合，加入苯甲酸 钠；③硅酸镁锂和焦磷酸钠混合后，加水制成饱和溶液；④将①中水发好的膨润土、凹凸 棒土、②中的物料和其余的水混合均匀后，加入BY粘结剂、白乳胶和硅溶胶后混合均匀，然 后再加入氧化铝、氧化铁、铝矾土、石英砂、锆英粉、二氧化硅、碳化硅、钾长石、滑石粉混合 均匀，最后加入③中的物料混合均匀。
【专利摘要】一种铸铁消失模涂料，由以下重量份的原料组成：氧化铝0.1-15，氧化铁0.1-10，二氧化硅5-30，铝矾土2-20，石英砂10-50，锆英粉2-15，碳化硅0-10，钾长石0.5-10，硅溶胶0.1-5，膨润土1-5，凹凸棒土0.1-8，硅酸镁锂0.01-5，焦磷酸钠0.01-1，滑石粉0.1-8，白乳胶1-5，黄原胶0.1-8，BY粘结剂0.1-5，CMC？0.1-5，苯甲酸钠0.01-1，水30-200。本涂料具有优异的性能，涂层与消失模模型紧密结合，确保铸造精度和变性量，涂层在高温下发生轻微烧结，在表面形成十分微小的气孔，可以有效确保合成树脂受热分解产生的气体及时排除，降低内部缺陷。
【IPC分类】B22C3-00
【公开号】CN104550677
【申请号】CN201410774667
【发明人】刘墨, 宋君广, 辛俊杰, 张进, 马林
【申请人】世林（漯河）冶金设备有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月16日