专利名称：一种消失模涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于铸造领域，特别涉及消失模铸钢制造技术领域。
背景技术：
消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。与传统铸造技术相比，消失模铸造有下列特点1、铸件质量好,成本低；2、材质不限，大小皆宜；3、尺寸精度高，表面光洁，减少清理工作量；4、内部缺陷大大减少，组织致密；5、可实现大规模、大批量生产，可以大大改善作业环境、降低劳动强度、减少能源消耗。虽然消失模铸造工艺目前得到较快发展，但涂料技术还达不到理想的要求。由于涂料性能直接影响铸件的质量，涂料除了隔离金属液和型砂的直接接触，防止铸件产生机械粘砂和化学粘砂外，还有一个重要作用形成和保持铸件型腔。所以要求消失模涂料必须具有较高的常温强度以及高温强度，并且要有合适的高温透气性。然而，目前涂料的质量还有各方面的缺点，例如在铸钢生产中，浇铸冷却后，消失模涂料不容易从铸件上剥离，大幅增加后续砂轮打磨处理成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种可以克服现有消失模涂料的不足，具有良好性能的消失模涂料及其制备方法。为了达到本发明的目的，发明人经过涂层残片分析发现，涂层内层与钢水直接接触，外层与型砂直接接触。浇铸时，高温钢水会将涂料内层润湿并浸入涂料骨料颗粒间隙。待浇铸完毕后，在铸件缓慢冷却过程中，钢水将涂层与铸件凝结成一体，从而使涂层难以从铸件表面剥离。从以上分析得知，只有让钢水不能浸入骨料颗粒间隙，形成明显的分界线，才能避免这种现象，然而由于骨料颗粒不能太小，否则会造透气性下降，模样气化产物不能顺利透出，会造成气孔、夹渣现象，使得铸件品质下降。发明人设想，涂料内层如果在浇注时能生成一层熔融状态的玻璃相，首先阻挡在钢水和耐火骨料之间，阻挡钢水的渗透，应该能起到较好的作用。因此，本申请采用如下涂料配方来解决上述问题。一种消失模涂料，包括以下组分石英粉22 27重量份、锆英砂28 33重量份、膨润土广4重量份、水玻璃O. 5^1. 5重量份、羧甲基纤维素钠f 2. 5重量份、正辛醇O. 2^0. 5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2^0. 5重量份。在本发明的一个实施例中，消失模涂料各组分的配比如下石英粉27重量份、锆英砂33重量份、膨润土 I重量份、水玻璃I. 5重量份、羧甲基纤维素钠I重量份、正辛醇O. 5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 5重量份。
在本发明的另一实施例中，消失模涂料各组分的配比如下石英粉22重量份、锆英砂28重量份、膨润土 4重量份、水玻璃O. 5重量份、羧甲基纤维素钠2. 5重量份、正辛醇O. 2重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2重量份。在本发明的另一实施例中，消失模涂料各组分的配比如下石英粉24重量份、锆英砂30重量份、膨润土 3重量份、水玻璃I. 3重量份、羧甲基纤维素钠2重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 4重量份。在本发明的另一实施例中，消失模涂料各组分的配比如下石英粉25重量份、锆英砂30重量份、膨润土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纤维素钠I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。一种消失模涂料的制备方法，包含以下步骤A.将膨润土加水，搅拌成膨润土浆；
B.将石英粉、锆英砂在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将水玻璃、羧甲基纤维素钠、正辛醇、以及脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，加入水，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，充分混合。进一步地,所述步骤A的搅拌方式具体为以IOOOrpm以上的转速高速搅拌6小时。进一步地,所述步骤D的混合方式具体为以IOOOrpm以上的转速高速搅拌I小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。通过采用本发明提供的消失模涂料，具有极佳的剥离效果的同时，透气性能优异。即，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质。涂料的涂层易于从铸件表面剥离，后续处理简单，节省大量的人工。
具体实施例方式本发明的消失模涂料，包括以下组分石英粉22 2 重量份、锆英砂28 33重量份、膨润土广4重量份、水玻璃O. 5 1. 5重量份、羧甲基纤维素钠f 2. 5重量份、正辛醇O. 2^0. 5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2^0. 5重量份。下面通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。实施例I按照以下步骤制备消失模涂料A.将膨润土 I重量份加水10重量份，搅拌成膨润土浆；B.将石英粉27重量份、锆英砂33重量份在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水70重量份，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将水玻璃I. 5重量份、羧甲基纤维素钠I重量份、正辛醇O. 5重量份、以及脂肪醇聚氧乙烯醚O. 5重量份混合后，加入水20重量份，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，充分混合后制得涂料。其中，所述各步骤中加入水的量可根据生产需要自由调节。实施例2按照以下步骤制备消失模涂料A.将膨润土 4重量份加水30重量份，以IOOOrpm以上的转速高速搅拌6小时成膨润土浆；B.将石英粉22重量份、锆英砂28重量份在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水55重量份，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将水玻璃
O.5重量份、羧甲基纤维素钠2. 5重量份、正辛醇O. 2重量份、以及脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2重量份混合后，加入水15重量份，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，充分混合后制得涂料。其中，考虑到为了使膨润土与水充分混合均匀，优选在步骤A中以IOOOrpm以上的转速高速搅拌6小时。实施例3按照以下步骤制备消失模涂料A.将膨润土 3重量份加水30重量份，搅拌成膨润土浆；B.将石英粉24重量份、锆英砂30重量份在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水70重量份，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将水玻璃I. 3重量份、羧甲基纤维素钠2重量份、正辛醇O. 3重量份、以及脂肪醇聚氧乙烯醚O. 4重量份混合后，加入水20重量份，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的·所述水溶液中，以IOOOrpm以上的转速高速搅拌I小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时，充分混合后制得涂料。其中，为了使涂料各成分混合均匀，并充分排出涂料中卷入的气体，步骤D的混合方式优选为先以IOOOrpm以上的转速高速搅拌I小时后，再低速搅拌排出卷入涂料中的气体，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。实施例4按照以下步骤制备消失模涂料A.将膨润土 2重量份加水20重量份，以IOOOrpm以上的转速高速搅拌6小时成膨润土浆；B.将石英粉25重量份、锆英砂30重量份在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水60重量份，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料；C.将水玻璃I重量份、羧甲基纤维素钠I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份、以及脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份份混合后，加入水20重量份，配制成水溶液；D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，以IOOOrpm以上的转速高速搅拌I小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时，充分混合后制得涂料。比较例将上述实施例f 4的消失模涂料与市面上普通的消失模涂料进行如下对比实验消失模模样首先浸入涂料，取出后干燥处理。根据铸件情况可以挂涂重复上述过程2-5遍.为降低浇注时的发气量，保证铸件质量，泡沫塑料模样涂上涂料后必须烘干，保证足够的干燥时间使涂料烘干、烘透，温度控制在40-60度，时间2-8小时，必要时使用微波烘干燥，可以短时间内完成干燥过程。浇铸然后将模型置于沙箱内填上干沙，进行震动紧实，并在沙箱上覆盖塑料薄膜对沙箱内抽真空，浇铸后，消失模气化，金属液填充进去，经冷却后取出铸件。实验结果证明，使用本发明实施例广4的涂料，铸件冷却后，大部分涂片自动从铸件表面剥离，剥离效果突出。即使少部分没剥落的涂层，后续处理也大为简化，节省了大量人工。而使用市面上普通的消失模涂料难以从铸件表面剥离，大幅度增加了后续打磨成本。经涂料残片分析，使用本发明实施例广4的涂料后，涂层没有被钢水侵入，涂层内层的耐火骨料颗粒间受到融化的玻璃相填充，阻止了钢水的入侵。铸件品质明显高于使用市面上普通的消失模涂料的铸件。
经测试，上述方法制备得到的消失模涂料的各性能指标如表I所示。表I
权利要求
1.一种消失模涂料，其特征在于，包括以下组分石英粉22 27重量份、锆英砂28 33重量份、膨润土广4重量份、水玻璃O. 5 1. 5重量份、羧甲基纤维素钠f 2. 5重量份、正辛醇O. 2^0. 5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2^0. 5重量份。
2.根据权利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下石英粉27重量份、锆英砂33重量份、膨润土 I重量份、水玻璃I. 5重量份、羧甲基纤维素钠I重量份、正辛醇O. 5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 5重量份。
3.根据权利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下石英粉22重量份、锆英砂28重量份、膨润土 4重量份、水玻璃O. 5重量份、羧甲基纤维素钠2. 5重量份、正辛醇O. 2重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 2重量份。
4.根据权利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下石英粉24重量份、锆英砂30重量份、膨润土 3重量份、水玻璃I. 3重量份、羧甲基纤维素钠2重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 4重量份。
5.根据权利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各组分的配比如下石英粉25重量份、锆英砂30重量份、膨润土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纤维素钠I. 5重量份、正辛醇O. 3重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚O. 3重量份。
6.权利要求I所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤 A.将膨润土加水,搅拌成膨润土浆； B.将石英粉、锆英砂在研磨设备中搅拌均匀，然后加入水，使得粉料湿润并搅拌均匀，作为骨料； C.将水玻璃、羧甲基纤维素钠、正辛醇、以及脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，加入水，配制成水溶液； D.将步骤A制得的所述膨润土浆与步骤B制得的所述骨料加入步骤C制得的所述水溶液中，充分混合。
7.根据权利要求6所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤A的搅拌方式具体为以IOOOrpm以上的转速高速搅拌6小时。
8.根据权利要求6或7所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤D的混合方式具体为以IOOOrpm以上的转速高速搅拌I小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。
全文摘要
本发明涉及一种消失模涂料及其制备方法，涂料包括以下组分石英粉22~27重量份、锆英砂28~33重量份、膨润土1~4重量份、水玻璃0.5~1.5重量份、羧甲基纤维素钠1~2.5重量份、正辛醇0.2~0.5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2~0.5重量份。采用本发明提供的消失模涂料，具有极佳的剥离效果，同时透气性能优异，即，可以有效地防止气孔、夹渣现象，提高铸件的品质，后续处理简单，节省大量的人工。
文档编号B22C3/00GK102836957SQ20121032043
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者陈立国 申请人:太仓科博尔精密铸业有限公司