專利名稱：一種消失模涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，特別涉及消失模鑄鋼制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消失模鑄造(又稱實(shí)型鑄造)是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，消失模鑄造有下列特點(diǎn)1、鑄件質(zhì)量好,成本低；2、材質(zhì)不限，大小皆宜；3、尺寸精度高，表面光潔，減少清理工作量；4、內(nèi)部缺陷大大減少，組織致密；5、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量生產(chǎn)，可以大大改善作業(yè)環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少能源消耗。雖然消失模鑄造工藝目前得到較快發(fā)展，但涂料技術(shù)還達(dá)不到理想的要求。由于涂料性能直接影響鑄件的質(zhì)量，涂料除了隔離金屬液和型砂的直接接觸，防止鑄件產(chǎn)生機(jī)械粘砂和化學(xué)粘砂外，還有一個(gè)重要作用形成和保持鑄件型腔。所以要求消失模涂料必須具有較高的常溫強(qiáng)度以及高溫強(qiáng)度，并且要有合適的高溫透氣性。然而，目前涂料的質(zhì)量還有各方面的缺點(diǎn)，例如在鑄鋼生產(chǎn)中，澆鑄冷卻后，消失模涂料不容易從鑄件上剝離，大幅增加后續(xù)砂輪打磨處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種可以克服現(xiàn)有消失模涂料的不足，具有良好性能的消失模涂料及其制備方法。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，發(fā)明人經(jīng)過涂層殘片分析發(fā)現(xiàn)，涂層內(nèi)層與鋼水直接接觸，外層與型砂直接接觸。澆鑄時(shí)，高溫鋼水會(huì)將涂料內(nèi)層潤濕并浸入涂料骨料顆粒間隙。待澆鑄完畢后，在鑄件緩慢冷卻過程中，鋼水將涂層與鑄件凝結(jié)成一體，從而使涂層難以從鑄件表面剝離。從以上分析得知，只有讓鋼水不能浸入骨料顆粒間隙，形成明顯的分界線，才能避免這種現(xiàn)象，然而由于骨料顆粒不能太小，否則會(huì)造透氣性下降，模樣氣化產(chǎn)物不能順利透出，會(huì)造成氣孔、夾渣現(xiàn)象，使得鑄件品質(zhì)下降。發(fā)明人設(shè)想，涂料內(nèi)層如果在澆注時(shí)能生成一層熔融狀態(tài)的玻璃相，首先阻擋在鋼水和耐火骨料之間，阻擋鋼水的滲透，應(yīng)該能起到較好的作用。因此，本申請(qǐng)采用如下涂料配方來解決上述問題。一種消失模涂料，包括以下組分石英粉22 27重量份、鋯英砂28 33重量份、膨潤土廣4重量份、水玻璃O. 5^1. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，消失模涂料各組分的配比如下石英粉27重量份、鋯英砂33重量份、膨潤土 I重量份、水玻璃I. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，消失模涂料各組分的配比如下石英粉22重量份、鋯英砂28重量份、膨潤土 4重量份、水玻璃O. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，消失模涂料各組分的配比如下石英粉24重量份、鋯英砂30重量份、膨潤土 3重量份、水玻璃I. 3重量份、羧甲基纖維素鈉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。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，消失模涂料各組分的配比如下石英粉25重量份、鋯英砂30重量份、膨潤土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纖維素鈉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。一種消失模涂料的制備方法，包含以下步驟A.將膨潤土加水，攪拌成膨潤土漿；
B.將石英粉、鋯英砂在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料；C.將水玻璃、羧甲基纖維素鈉、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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的所述水溶液中，充分混合。進(jìn)一步地,所述步驟A的攪拌方式具體為以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌6小時(shí)。進(jìn)一步地,所述步驟D的混合方式具體為以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌I小時(shí)后，保持600rpm以下的轉(zhuǎn)速低速攪拌10小時(shí)。通過采用本發(fā)明提供的消失模涂料，具有極佳的剝離效果的同時(shí)，透氣性能優(yōu)異。即，可以有效地防止氣孔、夾渣現(xiàn)象，提高鑄件的品質(zhì)。涂料的涂層易于從鑄件表面剝離，后續(xù)處理簡單，節(jié)省大量的人工。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的消失模涂料，包括以下組分石英粉22 2 重量份、鋯英砂28 33重量份、膨潤土廣4重量份、水玻璃O. 5 1. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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。下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例I按照以下步驟制備消失模涂料A.將膨潤土 I重量份加水10重量份，攪拌成膨潤土漿；B.將石英粉27重量份、鋯英砂33重量份在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水70重量份，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料；C.將水玻璃I. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的所述水溶液中，充分混合后制得涂料。其中，所述各步驟中加入水的量可根據(jù)生產(chǎn)需要自由調(diào)節(jié)。實(shí)施例2按照以下步驟制備消失模涂料A.將膨潤土 4重量份加水30重量份，以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌6小時(shí)成膨潤土漿；B.將石英粉22重量份、鋯英砂28重量份在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水55重量份，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料；C.將水玻璃
O.5重量份、羧甲基纖維素鈉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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的所述水溶液中，充分混合后制得涂料。其中，考慮到為了使膨潤土與水充分混合均勻，優(yōu)選在步驟A中以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌6小時(shí)。實(shí)施例3按照以下步驟制備消失模涂料A.將膨潤土 3重量份加水30重量份，攪拌成膨潤土漿；B.將石英粉24重量份、鋯英砂30重量份在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水70重量份，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料；C.將水玻璃I. 3重量份、羧甲基纖維素鈉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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的·所述水溶液中，以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌I小時(shí)后，保持600rpm以下的轉(zhuǎn)速低速攪拌10小時(shí)，充分混合后制得涂料。其中，為了使涂料各成分混合均勻，并充分排出涂料中卷入的氣體，步驟D的混合方式優(yōu)選為先以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌I小時(shí)后，再低速攪拌排出卷入涂料中的氣體，保持600rpm以下的轉(zhuǎn)速低速攪拌10小時(shí)。實(shí)施例4按照以下步驟制備消失模涂料A.將膨潤土 2重量份加水20重量份，以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌6小時(shí)成膨潤土漿；B.將石英粉25重量份、鋯英砂30重量份在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水60重量份，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料；C.將水玻璃I重量份、羧甲基纖維素鈉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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的所述水溶液中，以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌I小時(shí)后，保持600rpm以下的轉(zhuǎn)速低速攪拌10小時(shí)，充分混合后制得涂料。比較例將上述實(shí)施例f 4的消失模涂料與市面上普通的消失模涂料進(jìn)行如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)消失模模樣首先浸入涂料，取出后干燥處理。根據(jù)鑄件情況可以掛涂重復(fù)上述過程2-5遍.為降低澆注時(shí)的發(fā)氣量，保證鑄件質(zhì)量，泡沫塑料模樣涂上涂料后必須烘干，保證足夠的干燥時(shí)間使涂料烘干、烘透，溫度控制在40-60度，時(shí)間2-8小時(shí)，必要時(shí)使用微波烘干燥，可以短時(shí)間內(nèi)完成干燥過程。澆鑄然后將模型置于沙箱內(nèi)填上干沙，進(jìn)行震動(dòng)緊實(shí)，并在沙箱上覆蓋塑料薄膜對(duì)沙箱內(nèi)抽真空，澆鑄后，消失模氣化，金屬液填充進(jìn)去，經(jīng)冷卻后取出鑄件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，使用本發(fā)明實(shí)施例廣4的涂料，鑄件冷卻后，大部分涂片自動(dòng)從鑄件表面剝離，剝離效果突出。即使少部分沒剝落的涂層，后續(xù)處理也大為簡化，節(jié)省了大量人工。而使用市面上普通的消失模涂料難以從鑄件表面剝離，大幅度增加了后續(xù)打磨成本。經(jīng)涂料殘片分析，使用本發(fā)明實(shí)施例廣4的涂料后，涂層沒有被鋼水侵入，涂層內(nèi)層的耐火骨料顆粒間受到融化的玻璃相填充，阻止了鋼水的入侵。鑄件品質(zhì)明顯高于使用市面上普通的消失模涂料的鑄件。
經(jīng)測(cè)試，上述方法制備得到的消失模涂料的各性能指標(biāo)如表I所示。表I

權(quán)利要求
1.一種消失模涂料，其特征在于，包括以下組分石英粉22 27重量份、鋯英砂28 33重量份、膨潤土廣4重量份、水玻璃O. 5 1. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各組分的配比如下石英粉27重量份、鋯英砂33重量份、膨潤土 I重量份、水玻璃I. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各組分的配比如下石英粉22重量份、鋯英砂28重量份、膨潤土 4重量份、水玻璃O. 5重量份、羧甲基纖維素鈉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.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各組分的配比如下石英粉24重量份、鋯英砂30重量份、膨潤土 3重量份、水玻璃I. 3重量份、羧甲基纖維素鈉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.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消失模涂料，其特征在于，所述各組分的配比如下石英粉25重量份、鋯英砂30重量份、膨潤土 2重量份、水玻璃I重量份、羧甲基纖維素鈉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.權(quán)利要求I所述的消失模涂料的制備方法，其特征在于，包含以下步驟 A.將膨潤土加水,攪拌成膨潤土漿； B.將石英粉、鋯英砂在研磨設(shè)備中攪拌均勻，然后加入水，使得粉料濕潤并攪拌均勻，作為骨料； C.將水玻璃、羧甲基纖維素鈉、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.將步驟A制得的所述膨潤土漿與步驟B制得的所述骨料加入步驟C制得的所述水溶液中，充分混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的消失模涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟A的攪拌方式具體為以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌6小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的消失模涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟D的混合方式具體為以IOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速高速攪拌I小時(shí)后，保持600rpm以下的轉(zhuǎn)速低速攪拌10小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種消失模涂料及其制備方法，涂料包括以下組分石英粉22~27重量份、鋯英砂28~33重量份、膨潤土1~4重量份、水玻璃0.5~1.5重量份、羧甲基纖維素鈉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。采用本發(fā)明提供的消失模涂料，具有極佳的剝離效果，同時(shí)透氣性能優(yōu)異，即，可以有效地防止氣孔、夾渣現(xiàn)象，提高鑄件的品質(zhì)，后續(xù)處理簡單，節(jié)省大量的人工。
文檔編號(hào)B22C3/00GK102836957SQ20121032043
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者陳立國 申請(qǐng)人:太倉科博爾精密鑄業(yè)有限公司