一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁及鋁合金熔體鑄造過程中使用的無機高溫粘結(jié)劑，由重量百分比依次為：氧化鋁40%-60%，高嶺土15%-30%，硅線石10%-20%，滑石5%-14%，硅酸鋁纖維1%-10%，共同混合2-4小時后再加入干粉料重量10%-20%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌30-60分鐘混合均勻成粘稠泥料形成。本發(fā)明使用的原料完全不使用樹脂等有機物，均用無機非金屬材料，因此具有耐高溫、耐腐蝕、遇鋁液不揮發(fā)不融入雜質(zhì)等優(yōu)點，而且環(huán)保；通過試驗使用證明，本發(fā)明的高溫粘結(jié)劑具有成本低，使用性能穩(wěn)定，使用周期長等特點。
【專利說明】一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁及鋁合金熔體鑄造過程中使用的粘結(jié)劑，具體的說，是一種耐高溫、耐腐蝕、高粘性及環(huán)保的無機高溫粘結(jié)劑。
【背景技術(shù)】
[0002]粘結(jié)劑按材質(zhì)組成分為有機粘結(jié)劑、無機粘結(jié)劑和混合粘結(jié)劑，不同組分的粘結(jié)劑具有的性能不一樣，使用環(huán)境也不一樣。隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，粘結(jié)劑的使用被推廣到化工、建筑、冶金、醫(yī)藥及生物等諸多領(lǐng)域。有機粘結(jié)劑由各種碳、氫、氧、氮、磷等元素組成的有機物制備而成，其優(yōu)點是使用方便、粘性好、成本低，缺點是使用溫度不高、壽命不長以及氣味較重，尤其在高溫是極易產(chǎn)生刺激揮發(fā)性氣體。無機粘結(jié)劑由各種無機非金屬材料(陶瓷或礦物原料)組成，其優(yōu)點是耐高溫、耐腐蝕、使用壽命長及無氣味等，缺點是使用不太方便、常溫粘性不夠。混合粘結(jié)劑由有機和無機兩種材料組成，其具有兩種材質(zhì)的優(yōu)點，是粘結(jié)劑今后使用和發(fā)展的方向。國外發(fā)達國家已經(jīng)掌握針對不同的使用環(huán)境而采取不同混合技術(shù)，并制備出了性能優(yōu)良的混合粘結(jié)劑。國內(nèi)混合粘結(jié)劑制備技術(shù)起步較晚，但經(jīng)過不斷的研究發(fā)展，已取得許多進步。
[0003]目前，國內(nèi)外未曾見到有涉及鋁及鋁合金鑄造用高溫粘結(jié)劑的專利報道。不過關(guān)于高溫粘結(jié)劑的專利國內(nèi)有十多件記錄，關(guān)于無機高溫粘結(jié)劑的有一件，其專利號為“201010143898.X”。該發(fā)明專利介紹了一種無機高溫粘結(jié)劑，其組分由無機粘結(jié)劑、坡縷石和海泡石組成，經(jīng)反應(yīng)釜內(nèi)攪拌混合制成，特點是使用溫度范圍廣、粘性好、成本低等。但是針對鋁及鋁合金熔體鑄造工藝，其缺點為瞬間抗高溫沖刷能力差、固化時間長、易引入其它夾雜等；另外，由于鋁熔體的溫度是在700°C左右，因此必須要求該粘結(jié)劑能夠在700°C下長期使用，因此，針對鋁及鋁合金鑄造的特殊需求，迫切需要開發(fā)了一種實用于其耐高溫、耐腐蝕、強度高、不引入夾雜以及瞬間固化能力好的無機粘結(jié)劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的內(nèi)容在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋁及鋁合金鑄造用的高效環(huán)保的無機高溫粘結(jié)劑。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，通過以下步驟制得:
[0007](I)按重量百分比依次稱量:氧化鋁40%_60%，高嶺土 15%_30%，硅線石10%_20%，滑石5%-14%，硅酸鋁纖維1%-10% ；
[0008](2 )將上述稱量好的物料倒入旋轉(zhuǎn)混料機內(nèi)，混合2-4小時；
[0009](3)將混合好的干粉料倒入配漿設(shè)備，加入干粉料重量10%_20%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌30-60分鐘，混合均勻成粘稠泥料即可。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述氧化鋁、高嶺土、硅線石、滑石原料均為微米級粉料。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述硅酸鋁纖維棉采用純度大于98%的高純硅酸鋁纖維棉。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述高純硅酸鋁纖維棉為含鋯的硅酸鋁纖維棉，氧化鋯含量5%~10%。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述磷酸二氫鋁溶液的濃度為60%~80%。
[0014]用于本發(fā)明制備的旋轉(zhuǎn)混料機可采用氧化鋁陶瓷或高強聚氨酯塑料為內(nèi)襯，以防止雜質(zhì)污染混合的粉料。使用時將配制好的粘稠泥料捏成一定形狀，填充到鋁液鑄造平臺上(或平臺外)所出現(xiàn)的耐火材料連接縫隙處，表面刮平即可；填充連接處的粘結(jié)劑，需風(fēng)干4小時及以上，或者采用熱風(fēng)吹干。
[0015]本發(fā)明采用了磷酸二氫鋁溶液為粘結(jié)劑調(diào)制溶液，該水溶液具有一定粘性，尤其是在高溫下表現(xiàn)出較好的粘性。原理是:在混合均勻的粉體中按比例加入一定濃度的磷酸二氫鋁溶液，調(diào)制成粘稠泥料，填補在鋁熔體鑄造設(shè)備平臺上耐火材料之間的每個間隙處；經(jīng)調(diào)制后的粘結(jié)劑能夠很好附著在鑄造平臺流槽或分流盤間隙處，防止?jié)B鋁、漏鋁。采用磷酸二氫鋁作為水溶劑，主要是由于其在高溫下(350°C~500°C)能夠發(fā)生自身晶相轉(zhuǎn)變，瞬間具備優(yōu)秀的粘結(jié)性能，并且在高溫下(800~IOO(TC)能很好地保持這種性能。
[0016]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
[0017]1、本發(fā)明使用的原料均為無機非金屬材料，具有耐高溫、耐腐蝕、遇鋁液不揮發(fā)不融入雜質(zhì)等優(yōu)點；本發(fā)明完全不使用樹脂等有機物，從而起到環(huán)保的作用。
[0018]2、本發(fā)明中的 硅酸鋁纖維的加入，起到纖維增強增韌的效果，使得粘結(jié)劑在固化后具有很高強度，不易被沖刷脫落或是被侵蝕。
[0019]3、通過在鑄造過程中的大量試驗使用證明，本發(fā)明的高溫粘結(jié)劑具有成本低，使用性能穩(wěn)定，使用周期長等特點。
【具體實施方式】
[0020]下面通過具體實施例來詳細描述本發(fā)明。
[0021]實例1:
[0022](I)按重量百分比依次稱量:氧化鋁40%，高嶺土 30%，滑石9%，硅線石20%，硅酸鋁纖維1% ;將稱量好的物料倒入旋轉(zhuǎn)混料機內(nèi)混合2小時；
[0023](2)將混合好的干粉料倒入配漿設(shè)備，加入干粉料重量10%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌60分鐘，混合均勻成粘稠泥料；
[0024](3)將配制好的粘稠泥料捏成一定形狀，填充到鋁液鑄造平臺上(平臺外)所出現(xiàn)的耐火材料聯(lián)接縫隙處；
[0025](4)填充聯(lián)接處的粘結(jié)劑，風(fēng)干4小時，然后使用即可。
[0026]實例2:
[0027](I)按重量百分比依次稱量:氧化鋁50%，高嶺土 16%，滑石14%，硅線石10%，硅酸鋁纖維10% ;將稱量好的物料倒入旋轉(zhuǎn)混料機內(nèi)混合3小時；
[0028](2)將混合好的干粉料倒入配漿設(shè)備，加入干粉料重量15%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌50分鐘，混合均勻成粘稠泥料；
[0029](3)將配制好的粘稠泥料捏成一定形狀，填充到鋁液鑄造平臺上(平臺外)所出現(xiàn)的耐火材料聯(lián)接縫隙處；[0030](4)填充聯(lián)接處的粘結(jié)劑，風(fēng)干6小時，然后使用即可。
[0031]實例3:
[0032](I)按重量百分比依次稱量:氧化鋁60%，高嶺土 15%，滑石5%，硅線石12%，硅酸鋁纖維8% ;將稱量好的物料倒入旋轉(zhuǎn)混料機內(nèi)混合4小時；
[0033](2)將混合好的干粉料倒入配漿設(shè)備，加入干粉料重量20%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌30分鐘，混合均勻成粘稠泥料；
[0034](3)將配制好的粘稠泥料捏成一定形狀，填充到鋁液鑄造平臺上(平臺外)所出現(xiàn)的耐火材料聯(lián)接縫隙處；
[0035](4)填充聯(lián)接處的粘結(jié)劑，用熱風(fēng)吹干，然后使用即可。
[0036]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的3種具體實施例。顯然，本發(fā)明并不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)`為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，通過以下步驟制得: (1)按重量百分比依次稱量:氧化鋁40%-60%，高嶺土15%-30%，硅線石10%-20%，滑石5%-14%，硅酸鋁纖維1%-10% ； (2)將上述稱量好的物料倒入旋轉(zhuǎn)混料機內(nèi)，混合2-4小時； (3)將混合好的干粉料倒入配漿設(shè)備，加入干粉料重量10%-20%的磷酸二氫鋁溶液，攪拌30-60分鐘，混合均勻成粘稠泥料即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特 征在于，所述氧化鋁、高嶺土、硅線石、滑石原料均為微米級粉料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，所述硅酸鋁纖維棉采用純度大于98%的高純硅酸鋁纖維棉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，所述高純硅酸鋁纖維棉為含鋯的硅酸鋁纖維棉，氧化鋯含量5%~10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)混料機采用氧化鋁陶瓷或高強聚氨酯塑料為內(nèi)襯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，所述磷酸二氫鋁溶液的濃度為60%~80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁及鋁合金鑄造用的無機高溫粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑需風(fēng)干4小時以上，或 者用熱風(fēng)吹干。
【文檔編號】C04B28/34GK103613359SQ201310684825
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王水富, 王霞, 王建新, 孔亞琴 申請人:杭州中亞新材料科技有限公司