CN102873262B - 一种消失模涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

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：莫来石粉25~35重量份、石英砂20~30重量份、锆英砂15~25重量份、钠基膨润土1~3重量份、CMC 0.5~1.5重量份、聚醋酸乙烯3~8重量份、聚乙烯醇0.5~1.5重量份、烷基苯磺酸钠0.2~0.4重量份、T-80 0.1~0.3重量份、正辛醇0.2~0.4重量份、氧化铁红粉0.8~1.5重量份。采用本发明提供的消失模涂料，具有较好的高温透气性。铸件冷却后，没粘砂现象，并且大部分涂片自动从铸件表面剥离。根据化学成分光谱分析，铸件表面含碳量控制在要求之内。

Description

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，但在浇铸低碳钢铸件时，铸件表面容易发生渗碳现象，低碳钢表层增碳会导致硬度增加，加工性能恶化和抗腐蚀能力下降等一系列问题。

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，发明人经分析，消失模铸造低碳钢表层增碳的产生原因主要是：钢液浇铸时，泡沫模型发生气化和裂解现象，这些含碳产物不能及时排出，就会向铸件表层扩散和渗透，导致铸件表层增碳。

本发明针对上述现象提供一种消失模铸造低碳钢用的涂料，该涂料透气性好，并能一定程度上吸收分解的含碳产物，能有效减轻铸件表面的渗碳现象，铸造出合乎要求的低碳钢铸件。

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：莫来石粉25~35重量份、石英砂20~30重量份、锆英砂15~25重量份、钠基膨润土1~3重量份、CMC 0.5~1.5重量份、聚醋酸乙烯3~8重量份、聚乙烯醇0.5~1.5重量份、烷基苯磺酸钠0.2~0.4重量份、T-800.1~0.3重量份、正辛醇0.2~0.4重量份、氧化铁红粉0.8~1.5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：莫来石粉25重量份、石英砂20重量份、锆英砂15重量份、钠基膨润土1重量份、CMC 0.5重量份、聚醋酸乙烯8重量份、聚乙烯醇0.5重量份、烷基苯磺酸钠0.2重量份、T-800.3重量份、正辛醇0.4重量份、氧化铁红粉0.8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：莫来石粉30重量份、石英砂25重量份、锆英砂20重量份、钠基膨润土2重量份、CMC 1重量份、聚醋酸乙烯5重量份、聚乙烯醇1重量份、烷基苯磺酸钠0.3重量份、T-800.1重量份、正辛醇0.3重量份、氧化铁红粉1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：莫来石粉35重量份、石英砂30重量份、锆英砂25重量份、钠基膨润土3重量份、CMC 1.5重量份、聚醋酸乙烯3重量份、聚乙烯醇1.5重量份、烷基苯磺酸钠0.4重量份、T-800.2重量份、正辛醇0.2重量份、氧化铁红粉1.5重量份。

其中，本发明中的CMC是指羧甲基纤维素。

本发明还提供一种消失模涂料的制备方法，包含以下步骤：A.将钠基膨润土加水，搅拌成膨润土浆；B.将莫来石粉、石英砂、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.将聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、烷基苯磺酸钠、T-80、正辛醇、氧化铁红粉混合后，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，搅拌充分混合，制得所述消失模涂料。

进一步地，所述步骤A的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌6小时。

进一步地，所述步骤D的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌1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，具有较好的高温透气性。铸件冷却后，没粘砂现象，并且大部分涂片自动从铸件表面剥离。根据化学成分光谱分析，铸件表面含碳量控制在要求之内。

具体实施方式

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1

消失模涂料的各组分的配比为：25重量份的150目的莫来石粉、20重量份的100目的石英砂、15重量份的250目的锆英砂、1重量份钠基膨润土、0.5重量份CMC、8重量份聚醋酸乙烯、0.5重量份聚乙烯醇、0.2重量份烷基苯磺酸钠、0.3重量份T-80、0.4重量份正辛醇、0.8重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将1重量份钠基膨润土、0.5重量份CMC与18重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌5小时成膨润土浆；同时，取25重量份的150目的莫来石粉、20重量份的100目的石英砂、15重量份的250目的锆英砂在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入75重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取8重量份聚醋酸乙烯、0.5重量份聚乙烯醇、0.2重量份烷基苯磺酸钠、0.3重量份T-80、0.4重量份正辛醇、0.8重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入8重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持600rpm的低速搅拌9小时。

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1所示。

实施例2

消失模涂料的各组分的配比为：30重量份的200目的莫来石粉、25重量份的150目的石英砂、20重量份的200目的锆英砂、2重量份钠基膨润土、1重量份CMC、5重量份聚醋酸乙烯、1重量份聚乙烯醇、0.3重量份烷基苯磺酸钠、0.1重量份T-80、0.3重量份正辛醇、1重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将2重量份钠基膨润土、1重量份CMC与20重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌5小时成膨润土浆；同时，取30重量份的200目的莫来石粉、25重量份的150目的石英砂、20重量份的200目的锆英砂在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入80重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取5重量份聚醋酸乙烯、1重量份聚乙烯醇、0.3重量份烷基苯磺酸钠、0.1重量份T-80、0.3重量份正辛醇、1重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入10重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持600rpm的低速搅拌10小时。

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1所示。

实施例3

消失模涂料的各组分的配比为：35重量份的180目的莫来石粉、30重量份的120目的石英砂、25重量份的300目的锆英砂、3重量份钠基膨润土、1.5重量份CMC、3重量份聚醋酸乙烯、1.5重量份聚乙烯醇、0.4重量份烷基苯磺酸钠、0.2重量份T-80、0.2重量份正辛醇、1.5重量份氧化铁红粉。

按照以下步骤制备消失模涂料：

首先将3重量份钠基膨润土、1.5重量份CMC与20重量份水混合，以1000rpm以上的转速高速搅拌6小时成膨润土浆；同时，取35重量份的180目的莫来石粉、30重量份的120目的石英砂、25重量份的300目的锆英砂在研磨设备中搅拌均匀，在其中加入82重量份的水，搅拌使其形成骨料。然后取3重量份聚醋酸乙烯、1.5重量份聚乙烯醇、0.4重量份烷基苯磺酸钠、0.2重量份T-80、0.2重量份正辛醇、1.5重量份氧化铁红粉，使其混合，在其中加入12重量份水，配制成水溶液；

最后将膨润土浆、骨料加入上述水溶液，搅拌，混制成涂料，搅拌方式：先以1000rpm以上的高速搅拌1小时再低速搅拌排出涂料中卷入的气体，保持500rpm的低速搅拌12小时。

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1所示。

表1

实施例4  铸件

使用实施例1~3所制备的消失模涂料按照下述工艺进行铸件。

挂涂：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，以加速干燥过程。

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。

效果：本发明的消失模涂料在满足应有的常温和高温强度下，具有较好的高温透气性。铸件冷却后，没粘砂现象，并且大部分涂片自动从铸件表面剥离。根据化学成分光谱分析，铸件表面含碳量控制在要求之内。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (6)

1.一种消失模涂料，由以下组分按照如下配比制成：莫来石粉25重量份、石英砂20重量份、锆英砂15重量份、钠基膨润土1重量份、CMC0.5重量份、聚醋酸乙烯8重量份、聚乙烯醇0.5重量份、烷基苯磺酸钠0.2重量份、T-80 0.3重量份、正辛醇0.4重量份、氧化铁红粉0.8重量份。 

2.一种消失模涂料，由以下组分按照如下配比制成：莫来石粉30重量份、石英砂25重量份、锆英砂20重量份、钠基膨润土2重量份、CMC1重量份、聚醋酸乙烯5重量份、聚乙烯醇1重量份、烷基苯磺酸钠0.3重量份、T-80 0.1重量份、正辛醇0.3重量份、氧化铁红粉1重量份。 

3.一种消失模涂料，由以下组分按照如下配比制成：莫来石粉35重量份、石英砂30重量份、锆英砂25重量份、钠基膨润土3重量份、CMC1.5重量份、聚醋酸乙烯3重量份、聚乙烯醇1.5重量份、烷基苯磺酸钠0.4重量份、T-80 0.2重量份、正辛醇0.2重量份、氧化铁红粉1.5重量份。 

4.权利要求1-3任一项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.将钠基膨润土和CMC加水，搅拌成膨润土浆； 

B.将莫来石粉、石英砂、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.将聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、烷基苯磺酸钠、T-80、正辛醇、氧化铁红粉混合后，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，搅拌充分混合，制得所述消失模涂料。 

5.根据权利要求4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1000rpm以上的转速高速搅拌6小时。 

6.根据权利要求4或5所述的消失模涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤D的搅拌方式具体为：以1000rpm以上的转速高速搅拌1小时后，保持600rpm以下的转速低速搅拌10小时。