專利名稱：金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件用新型絕熱復(fù)層涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種鑄造涂料，尤其涉及ー種金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵件用絕熱復(fù)層涂料。本發(fā)明還涉及該涂料的涂覆エ藝。
背景技術(shù)：
涂料是金屬型鋳造的重要エ藝過程之一，我國的金屬型鋳造一般采用性能単一的單層涂料，很難同時滿足絕熱性良好、高溫穩(wěn)定性好、抗化學(xué)黏砂等多方面性能要求。若涂料的絕熱性不好，液態(tài)金屬在鋳型中冷卻較快，鑄件的最小壁厚將受到限制，且易產(chǎn)生澆不足、冷隔、開裂等鋳造缺陷。金屬型由于受到高溫液態(tài)金屬強(qiáng)烈的熱沖擊，使用壽命也會受到嚴(yán)重影響。而當(dāng)全部采用以絕熱性良好的耐火粉料為主的單層涂料吋，由于粉料的多孔結(jié)構(gòu)，涂層的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很難得到保證，尤其是在澆注鐵水時，在鐵水(一般在1400°C以 上)的高溫沖擊下，涂料易發(fā)生脫落，使高溫鐵水和金屬型表面發(fā)生熔合，破壞金屬型的型腔表面及尺寸精度。同時，脫落的涂料使鑄件產(chǎn)生夾砂等鋳造缺陷。國外鋳造企業(yè)利用金屬型生產(chǎn)中小型鑄鋼或者鑄鐵件時，有時采用絕熱性良好和強(qiáng)度較高的復(fù)層涂料，可以有效解決上述問題，但目前國內(nèi)這方面的研究較少。如中國專利CNCN1046760公開了ー種“金屬型鑄造鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵”的方法，其中提及在金屬型工作表面噴涂兩層涂料，外層為絕熱涂料，內(nèi)層為發(fā)熱涂料。絕熱涂料的作用是降低鑄件的冷卻速度，但其成分中含有20%飛0%的石棉粉，若操作不當(dāng)，就會造成環(huán)境污染，危害操作人員健康。發(fā)熱涂料的作用在于在鐵水澆注溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出熱量從而延緩球墨鑄鐵的凝固過程，避免結(jié)晶出滲碳體，但無法對金屬型起到保護(hù)作用，甚至?xí)觿〗饘傩偷臒崞凇?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種能夠滿足金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵件要求的絕熱性及高溫穩(wěn)定性良好的復(fù)層涂料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的絕熱復(fù)層涂料，底層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
鋯英粉i7°/ri9%
鈉基膨潤土 59^7%
硅溶膠3% 4%
脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC) 19T2%
溶劑甲醇或こ醇為余量。過渡層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
混合耐火粉料io°/ri5%
鈉基膨潤土 1% 2. 5%
混合粘結(jié)劑4% 5%
脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC) 19T2%溶劑水為余量。表層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為
吉林娃藻土 18% 21%
鈉基膨潤土 6% 8%
硅溶膠4% 6%
脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC) 19T2%
溶劑水為余量。涂料于使用前12小時分別配制，按照配方把固態(tài)原料倒入裝有液態(tài)原料的容器 內(nèi)，攪拌30分鐘以上，然后加入硅溶膠和脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC)再攪拌10分鐘，密封存放待使用。所述鋯英粉的等級為I級。所述混合耐火粉料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為鋯英粉20%，鋁礬土 25%，硅藻土 55%。所述混合粘結(jié)劑所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為硅溶膠97%，水溶性聚酯樹脂3%。所述吉林硅藻土需要進(jìn)行焙燒處理，焙燒エ藝為首先，由室溫加熱至200°C，カロ熱時間為2小時，保溫I小時；然后，由200°C加熱至400°C，加熱時間為I小時，保溫I小時；最后，由400°C加熱至800°C，加熱時間為2小時，保溫I小吋。所述吉林硅藻土在焙燒處理后需要?dú)饬鞣鬯椋鬯楹蟮牧６确植荚? 15 u m。本發(fā)明的絕熱復(fù)層涂料的涂覆エ藝是涂料在使用前要充分?jǐn)嚢瑁捎檬止せ蛘邏嚎s空氣式涂料噴槍進(jìn)行涂覆。第一步涂覆底層涂料，點(diǎn)燃干燥固化；第二步將金屬型加熱保溫到180°C 200°C;第三步噴涂過渡層涂料，涂層厚度控制在0. 5mm以下；第三步完成后立即涂覆表層涂料，涂覆時金屬型的溫度控制在180°C 200°C，涂層厚度控制在1. Omm
2.0mm。涂覆涂料后的金屬型在120°C 140°C保溫I 1. 5小時后再使用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)表層涂料具有孔隙度高、導(dǎo)熱系數(shù)小等特點(diǎn)，可以保證涂料具有良好的絕熱性和蓄氣性；底層涂料具有耐火度高、熱膨脹率小、高溫穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，能夠很好地保護(hù)金屬型；過渡層可有效增強(qiáng)表層涂料和底層涂料的結(jié)合性。另外，涂料的涂覆エ藝簡單，可操作性強(qiáng)。復(fù)層涂料的綜合性能優(yōu)異，能夠滿足鐵素體球墨鑄鐵件的金屬型鋳造生產(chǎn)要求，并提高金屬型的使用壽命。
具體實(shí)施例方式為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。ー種可用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵件的絕熱復(fù)層涂料，該涂料的底層涂料以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計由下列組分組成鋯英粉1700g，鈉基膨潤土 700g，硅溶膠400g，脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC) IOOg,こ醇7100g。表層涂料以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計由下列組分組成吉林娃藻土1800g,鈉基膨潤土 800g，硅溶膠600g，脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC)100g，水6700g。過渡層涂料以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計由下列組分組成混合耐火粉料IOOOg(其中，鋯英粉200g、鋁礬土 250g、硅藻土 550g)，鈉基膨潤土 200g，混合粘結(jié)劑500g(其中，水溶性聚酯樹脂15g，硅溶膠485g)，脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC) 100g，水8200g。涂料于使用前12小時分別配制，按照配方把固態(tài)原料倒入裝有液態(tài)原料的容器內(nèi)，采用攪拌器機(jī)械攪拌40分鐘，然后加入硅溶膠和脂肪醇聚氧こ烯醚(JFC)再攪拌10分鐘，密封存放。涂料在使用前經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁捎脡嚎s空氣式涂料噴槍進(jìn)行噴涂，首先噴涂底層涂料，點(diǎn)燃干燥固化，并繼續(xù)將金屬型加熱保溫到200°C ;然后噴涂過渡層涂料，涂料厚度為0. 3mm ;過渡層涂料噴涂后立即噴涂表層涂料，噴涂時金屬型的溫度控制在200°C，涂層厚度為1. 0mm。噴涂涂料后的金屬型，在140°C的干燥箱內(nèi)保溫I小時后進(jìn)行澆注。澆注試驗(yàn)表明利用垂直分型面的 金屬型，采用該涂料進(jìn)行球墨鑄鐵的金屬型鑄造，在鑄鐵化學(xué)成分及球化工藝正確的前提下，可有效控制鐵水的冷卻凝固速度，成功澆注出質(zhì)量為5kg、鐵素體含量在90%以上的某鑄件，且石墨球化良好，沒有出現(xiàn)白ロ組織。鑄件的抗拉強(qiáng)度大于400MPa，伸長率大于5%，無澆不足、冷隔、開裂等缺陷，鑄件廢品在5%以下。使用該涂料，可使金屬型使用壽命在5000次以上。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料，其特征在于底層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 鋯英粉17°/Γ19% 鈉基膨潤土 5°/Γ7% 硅溶膠3% 4% 脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC) 1°/Γ2% 溶劑甲醇或乙醇為余量。
2.一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料，其特征在于在噴涂表層涂料前先噴涂一層過渡層涂料，過渡層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 混合耐火粉料10°/Γ15% 鈉基膨潤土 1% 2. 5% 混合粘結(jié)劑4% 5% 脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC) 1°/Γ2% 溶劑水為余量。
3.一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料，其特征在于表層涂料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 吉林娃藻土 18% 21% 鈉基膨潤土 6% 8% 硅溶膠4% 6% 脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC) 1°/Γ2% 溶劑水為余量。
4.一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料，其特征在于可用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵件，并且由于絕熱復(fù)層涂料對金屬型的保護(hù)作用，可以提高金屬型的使用壽命。
5.一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料，其特征在于涂料于使用前12小時分別配制，按照配方把固態(tài)組成材料倒入裝有液態(tài)組成材料的容器內(nèi)，攪拌30分鐘以上，然后加入硅溶膠和脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)再攪拌10分鐘，密封存放待用。
6.按照權(quán)利要求1所述的絕熱復(fù)層涂料的底層涂料，其特征在于所述鋯英粉的等級為I級。
7.按照權(quán)利要求2所述的絕熱復(fù)層涂料的過渡層涂料，其特征在于所述混合耐火粉料所含組成材料及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為鋯英粉20%，鋁礬土 25%，硅藻土 55%。
8.按照權(quán)利要求2所述的絕熱復(fù)層涂料的過渡層涂料，其特征在于所述混合粘結(jié)劑所含組成材料及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硅溶膠97%，水溶性聚酯樹脂3%。
9.按照權(quán)利要求3所述的絕熱復(fù)層涂料的表層涂料，其特征在于所述吉林硅藻土需要進(jìn)行焙燒處理，焙燒工藝為首先，由室溫加熱至200°C，加熱時間為2小時，保溫I小時；然后，由200°C加熱至400°C，加熱時間為I小時，保溫I小時；最后，由400°C加熱至800°C，力口熱時間為2小時，保溫I小時。
10.按照權(quán)利要求3所述的絕熱復(fù)層涂料的表層涂料，其特征在于所述吉林硅藻土在焙燒處理后需要?dú)饬鞣鬯?，粉碎后的粒度分布? μ m 15 μ m。
11.按照權(quán)利要求1所述的絕熱復(fù)層涂料的底層涂料，其特征在于涂料在使用前要充分?jǐn)嚢瑁捎檬止せ蛘邏嚎s空氣式涂料噴槍進(jìn)行涂覆，點(diǎn)燃干燥固化，并繼續(xù)加熱保溫到180。。 200。。。
12.按照權(quán)利要求2所述的絕熱復(fù)層涂料的過渡層涂料，其特征在于涂料在使用前要充分?jǐn)嚢?，采用壓縮空氣式涂料噴槍進(jìn)行噴涂，涂層厚度控制在O. 5mm以下，噴涂后立即涂覆表層涂料。
13.按照權(quán)利要求3所述的絕熱復(fù)層涂料的表層涂料，其特征在于涂料在使用前要充分?jǐn)嚢?，采用手工或者壓縮空氣式涂料噴槍進(jìn)行涂覆，涂覆時金屬型的溫度控制在180°C 200°C，涂層厚度控制在1. Omm 2. Omm ;涂覆涂料后的金屬型在120°C 140°C保溫I 1. 5小時后再進(jìn)行鑄件澆注生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵鑄件的絕熱復(fù)層涂料的配方及使用方法。其特點(diǎn)是該涂料由底層涂料、表層涂料及過渡層涂料組成，表層涂料以我國吉林硅藻土為主要耐火絕熱填料，底層涂料以鋯英粉為主要耐火填料，過渡層的主要作用是增強(qiáng)表層涂料和底層涂料的結(jié)合性能。利用手工涂刷或者壓縮空氣式涂料噴槍噴涂的方法，分層涂覆在金屬型的型腔表面。優(yōu)點(diǎn)涂料的配制、涂覆及干燥工藝簡單，在具有良好的絕熱和蓄氣性的同時，具有良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性，可以滿足金屬型鑄造鐵素體球墨鑄鐵件的使用要求，并有效地提高了金屬型的使用壽命。
文檔編號B22C3/00GK103008536SQ20131000603
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者劉志明, 劉研, 石為喜, 呂光哲, 王平原, 劉德惠 申請人:遼寧科技學(xué)院