专利名称：一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造用涂料，特别涉及一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料， 它适用于适用于大批量生产线覆膜砂等精密壳芯的施涂。
背景技术：
目前，在造型、芯制备工艺中，由于覆膜砂成型性好，砂芯强度高、轮廓清晰，尺 寸精度高，能够制造最复杂的壳芯，在国外，得到了快速发展。现在，覆膜砂已广泛应 用于汽车、柴油机、液压件等行业，可满足各种复杂精密铸件的生产要求。
覆膜砂壳芯用涂料的特点是①因壳芯砂粒粒度细 一般70/140、表面疏水性强， 因而涂料应具有很强的渗透性，同时壳芯形状复杂且砂芯薄，往往被金属液包围，为此 涂料应具有卓越的防冲砂和防粘砂性；②作为壳芯铸件的尺寸精度和表面粗造度均要求 很高，其涂料的抗滴淌性和抗堆积性要高；在壳芯表面形成一层薄的平滑且均匀的涂层， 覆盖能力强、分散性与附着性良好。
在专利申请号为200610046059. X的"一种无污染的水基浸涂涂料"中，公开了一
种水基浸涂涂料
"是由锆英粉17 — 30%，棕刚玉20 — 35%，莫来石5 — 15%，石墨5_15%，镁橄 榄石5 — 15%，聚乙烯醇1_4%，悬浮剂1.5 — 3. 5%和水30 — 45%组成。其中聚乙烯 醇为粘结剂，悬浮剂由伊利石、海泡石和膨润土按1: 0.5: 0.5制成。"但上述专利内 容的不足之处在于
1、 使用了最高达30%的锆英粉，我国锆英粉资源匮乏，大部分依赖进口，价格昂 贵，致使涂料原材料来源有限，成本增加。
2、 耐火骨料组分多，如某一组分原材料质量有波动就会影响整个涂料体系的性能， 且不易控制涂料的烧结性能和其它性能。
3、 使用聚乙烯醇类有机粘结剂，涂料的高温强度低，涂层抗粘砂和冲砂的能力差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种价格低廉、性能稳定 且高温强度高，涂层抗粘砂和冲砂的能力强的高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用 浸涂涂料，其特征是以重量分数计，主要由以下原料配制组成
硅微粉35%至45%,煅烧滑石5%至10% ，隐晶石墨3%至5% ，悬浮剂1 %至2%， 复合粘结剂1.5%至4%，去离子水46%至52%。其中， 所述硅微粉粒度至45 w m，可以取得较好的效果。 更好的，所述悬浮剂为SN型商品无机粘土粉。
更好的，所述复合粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、硅溶胶按2: 3的重量比所配制。 优选方案之一为以重量分数计，浸涂涂料由以下原料组成
硅微粉35%，煅烧滑石7%，隐晶石墨4%，悬浮剂2%，复合粘结剂2%，去离子 水50%。
优选方案之二为以重量分数计，浸涂涂料由以下原料组成
硅微粉41%，煅烧滑石5%，隐晶石墨3%,悬浮剂1%，复合粘结剂2%,去离子 水47%。
优选方案之三为以重量分数计，浸涂涂料由以下原料组成
硅微粉37%，煅烧滑石6%，隐晶石墨5%，悬浮剂1.5%，复合粘结剂2.5%,去
离子水48%。
所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，可以用于70/140的精密树脂 粘结剂砂芯。
所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料在70/140的精密树脂粘结剂砂 芯表层渗透深度大于或等于1. 5毫米，其涂层厚度小于或等于0. 20毫米。
本发明各原料的原理为(l)硅微粉作为耐火骨料，在我国资源十分丰富、且价格 低廉，同时硅微粉也具有较好的使涂层烧结倾向，本发明将其重量分数控制在40%至 50%以内。(2)煅烧滑石作为助烧剂，其价格也十分低廉，同时有利于涂层烧结致密， 滑石粉能改善金属液充满砂型的流动性，含白云石的滑石粉能减少铸件产生针孔的危 险，滑石粉的绝热性能可用于控制铸件的凝固速度，防止铸铁件产生白口等。但滑石粉 的加入量也应控制，少加起不到助烧等作用，多加将降低涂料的耐火度，同时增加发气 量，本发明控制其重量分数为5%至10%。 (3)隐晶石墨可以提高涂层的覆盖性能和抗 粘砂性能。石墨分为结晶石墨和隐晶石墨，前者呈片状，虽可提高涂层的覆盖性，但易 使涂料在表层堆积，不易形成薄涂层，而隐晶石墨可克服其缺点。但隐晶石墨不可多加， 否则会使涂料颜色变黑，污染操作环境，更重要的是会降低涂料的烧结性能，为此本发 明控制其重量分数为3%至5%。 (4)本发明所使用的悬浮剂为发明者自行开发的SN型 无机粘土粉，经国内多家用户证明是一种高效悬浮剂，其特点是加入量少，使涂料流变 性能好，在涂料配方中，其重量分数为1%至2%。 (5)针对仅添加有机粘结剂使涂料高 温强度降低的不足，本发明在涂料配方中加入一种有机和无机的复合粘结剂，因聚醋酸 乙烯乳液、硅酸溶胶分别使涂料具有低温和高温强度，因而复合粘结剂按聚醋酸乙烯乳 液、硅溶胶按2: 3的重量比所配制，其加入量在重量分数为1.5%至4%范围内，使涂 料具有最佳的综合性能。(6)本发明在控制涂层渗透深度方面的措施是，选硅微粉粒度 小于45ura;控制配方中的加水量，当加水量小于46%重量分数时，涂料渗透深度浅， 当加水量大于52%重量分数时，涂料渗透深度过深，且涂层覆盖性差，在砂芯表面出现 花斑缺陷，本发明加水量最佳重量分数范围在46%至52%之间。
与现有技术相比，本发明以表面物理化学、胶体化学、材料流变学及工程材料学作 理论指导，立足国产原材料，通过对耐火粉料的种类、粒度及其分布、水分散系的流动 特征、及粘结剂的组合等科学调配，使本发明获得价格低廉、性能稳定且高温强度高， 且涂层渗透性好，与砂芯结合牢固，覆盖性好，涂层薄，砂芯轮廓清晰，拐角无堆积等优点。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述
实施例1
选用原料重量百分比为硅微粉41%，煅烧滑石5%，隐晶石墨3%，悬浮剂1%，复合粘结剂2%,去离子水47%，其中，所述硅微粉粒度小于45um，所述悬浮剂为SN 型商品无机粘土粉，所述复合粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、硅溶胶按2: 3的重量比所配 制，再将上述原料混合均匀，经检测合格即可只制得本产品。按照本实施例所制成的涂 料可以用于70/140的精密树脂粘结剂砂芯，经过检测，其主要性能及效果如下24小时悬
浮性为大于或等于98%，渗透深度为1.5毫米，涂层厚度为0.18毫米，高温抗裂性为无裂纹， 铸件表面粗糙度Ra 6. 3utn至12. 5pm。 实施例2
选用原料重量百分比为硅微粉35%，煅烧滑石7%，隐晶石墨4%，悬浮剂2%， 复合粘结剂2%，去离子水50%,其中，所述硅微粉粒度小于45wm,所述悬浮剂为SN 型商品无机粘土粉，所述复合粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、硅溶胶按2: 3的重量比所配 制，再将上述原料混合均匀，经检测合格即可制得本产品。按照本实施例所制成的涂料 可以用于70/140的精密树脂粘结剂砂芯，经过检测，其主要性能及效果如下24小时悬浮
性为大于或等于98%，渗透深度为1.8毫米，涂层厚度为0.14毫米，高温抗裂性为无裂纹，
铸件表面粗糙度Ra 6. 3tim至12. 5um。 实施例3
选用原料重量百分比为硅微粉37%，煅烧滑石6%，隐晶石墨5%，悬浮剂1. 5%， 复合粘结剂2.5%，去离子水48%，其中，所述硅微粉粒度〈45um，所述悬浮剂为SN 型商品无机粘土粉，所述复合粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、硅溶胶按2: 3的重量比所配 制，再将上述原料混合均匀，经检测合格即可制得本产品。按照本实施例所制成的涂料 可以用于70/140的精密树脂粘结剂砂芯，经过检测，其主要性能及效果如卜'24小时悬浮
性为大于或等于98%，渗透深度为1.6毫米，涂层厚度为0.15毫米，高温抗裂性为无裂纹，
铸件表面粗糙度为Ra 6. 3um至12. 5nm。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当 了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
权利要求
1、一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是以重量分数计，主要由以下原料配制组成硅微粉35％至45％，煅烧滑石5％至10％，隐晶石墨3％至5％，悬浮剂1％至2％，复合粘结剂1.5％至4％，去离子水46％至52％。
2、 根据权利要求1所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是 所述硅微粉粒度小于45 y m。
3、 根据权利要求2所述的一种精密砂芯用浸涂涂料，其特征是所述悬浮剂为SN 型商品无机粘土粉。
4、 根据权利要求3所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是 所述复合粘结剂为聚醋酸乙烯乳液、硅溶胶按2: 3的重量比所配制。
5、 根据权利要求4所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是 以重量分数计，所述各原料的含量为硅微粉41%，煅烧滑石5%，隐晶石墨3%，悬浮剂1%，复合粘结剂2%，去离子 水47%。
6、 根据权利要求4所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是 以重量分数计，所述各原料的含量为硅微粉35%，煅烧滑石7%，隐晶石墨4%，悬浮剂2%，复合粘结剂2%，去离子 水50%。
7、 根据权利要求4所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是以重量分数计，所述各原料的含量为硅微粉37%，煅烧滑石6%，隐晶石墨5%，悬浮剂1.5%，复合粘结剂2.5%，去 离子水48%。
8、 根据权利要求1至7任一权利要求所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸 涂涂料，其特征是所述的浸涂涂料用于70/140的精密树脂粘结剂砂芯。
9、 根据权利要求8所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是所述的浸涂涂料在所述精密树脂粘结剂砂芯表层的渗透深度为大于或等于1. 5毫米。
10、 根据权利要求8所述的一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，其特征是 所述的浸涂涂料在所述精密树脂粘结剂砂芯上的涂层厚度为小于或等于0. 2毫米。
全文摘要
本发明公开了一种高渗透、薄涂层的精密砂芯用浸涂涂料，以重量分数计，所述的主要由以下原料配制组成硅微粉35％至45％，煅烧滑石5％至10％，隐晶石墨3％至5％，悬浮剂1％至2％，复合粘结剂1.5％至4％，去离子水46％至52％。本发明的浸涂涂料适用于大批量生产铸件的树脂砂，特别适用于覆膜砂类的精密酚醛树脂砂芯，砂芯施涂涂料后涂层强度高，经受铁水机械及热冲击的能力强；涂层薄，使浇注的铸件轮廓清晰，尺寸精度高，可满足于汽车、柴油机、液压件等行业生产各种复杂精密铸件的要求。
文档编号B22C3/00GK101176909SQ20071016449
公开日2008年5月14日 申请日期2007年12月5日 优先权日2007年12月5日
发明者刘金勇, 李沧海, 李远才, 胜 王, 王建平, 溶 赵 申请人:溶 赵