本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領域，具體涉及一種鑄造用涂料及其制備方法及應用。
背景技術(shù)：
鑄造作為人類掌握較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史，鑄造是指將固態(tài)金屬熔化為液態(tài)倒入特定形狀的鑄型，待其凝固成形的加工方式。被鑄金屬有：鋼、銅、鐵、鋁以及其他有色金屬等，普通鑄型的材料是原砂、黏土、水玻璃、樹脂及其他輔助材料。特種鑄造的鑄型包括：熔模鑄造、消失模鑄造、金屬型鑄造、陶瓷型鑄造等。
鑄造作為一個國家的基礎重工業(yè)門類，始終在工藝、技術(shù)、材料上不斷精進。而鑄造用涂料作為鑄造輔助材料的重要組成部分之一，涂覆在鑄件造型內(nèi)側(cè)表面與金屬澆鑄溶液接觸處，起到防止鑄件缺陷，提高鑄件質(zhì)量的功效。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中的鑄造用涂料在使用過程中仍存在缺陷，容易產(chǎn)生化學粘砂和機械粘砂。其中，化學粘砂是由于高溫金屬液體被氧化與涂料和鑄型發(fā)生化學反應生成金屬氧化物，對涂料和鑄件造型都有極強的粘結(jié)性，能夠?qū)㈣T件造型牢固粘附在鑄件表面上形成一系列的低熔點化合物(在鑄件厚壁及轉(zhuǎn)角處等，低熔點物更多，粘砂層更厚)，造成鑄件化學粘砂；有時雖未產(chǎn)生粘砂，但在鑄件表面粘附上一層難以清除的涂料，及產(chǎn)生粘灰。機械粘砂是由于填砂震動時造成金屬液體滲入造型，引起鑄件機械粘砂。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種鑄造用涂料及其制備方法及應用，在鑄造過程中可以防止產(chǎn)生機械粘砂和化學粘砂，以提高鑄件表面質(zhì)量。
第一方面，本發(fā)明提供的鑄造用涂料，包括如下重量份的組份：板狀剛玉50-80份，懸浮劑3-4份，觸變劑1-4份，粘結(jié)劑1-2份，增強劑0.2-0.3份，助劑0-0.05份和載液體25-35份。
可選地，包括如下重量份的組份：板狀剛玉63.5份，懸浮劑3.5份，觸變劑3份，粘結(jié)劑1.5份，增強劑0.25份，助劑0.03份和載液體28.22份。
可選地，所述懸浮劑包括木質(zhì)素磺酸鈉和凹凸棒土中的任意一種以及膨潤土所形成的混合物。
可選地，所述觸變劑包括海藻酸鈉或海藻酸鈉和白炭黑的混合物。
可選地，所述粘結(jié)劑包括樹脂、松香、白乳膠、硅溶膠和水玻璃中的任意一種。
可選地，所述增強劑為聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯醇。
可選地，所述助劑為苯甲酸鈉和正辛醇的混合物；
可選地，所述載液體為水或工業(yè)酒精。
第二方面，本發(fā)明提供的鑄造用涂料的制備方法，包括如下步驟：
取所述載液體的總量的80％-90％作為基底液；
向所述基底液中加入懸浮劑、粘結(jié)劑、增強劑、觸變劑和助劑，并進行第一次攪拌；
向上述第一次攪拌后的混合物中加入板狀剛玉，并進行第二次攪拌；
向上述第二次攪拌后的混合物中加入剩余的載液體，并調(diào)整其波美度，以獲得所述的鑄造用涂料。
可選地，所述第一次攪拌的時間為20分鐘，所述第二次攪拌的時間為30分鐘。
第三方面，本發(fā)明提供的鑄造用涂料的應用，將所述的鑄造用涂料應用于鑄造件的生產(chǎn)過程中。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的鑄造用涂料，將板狀剛玉首次應用到鑄造用涂料中，板狀剛玉具有化學性能穩(wěn)定的特性，在鑄造過程中可以防止金屬液體與造型和芯發(fā)生化學反應，避免發(fā)生化學粘砂。同時，板狀剛玉的體積穩(wěn)定性好，具有極小的重燒收縮，可以防止金屬液體滲入到造型和芯中。
本發(fā)明提供的鑄造用涂料，可以避免發(fā)生機械粘砂和化學粘砂，使得鑄件表面更光潔，提高鑄件表面質(zhì)量。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的成分或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各成分或部分并不一定按照實際的比例繪制。
圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種鑄造用涂料及其制備方法及應用的流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學術(shù)語應當為本發(fā)明所屬領域技術(shù)人員所理解的通常意義。
鑄造用材料的耐火溫度可以用于鑄鋼、鑄鐵、有色金屬等多種材質(zhì)，但在實際使用中因為其價格較高，一般多用于鑄鋼件。
鑄造用涂料，涂覆在鑄件造型內(nèi)側(cè)表面與金屬澆鑄溶液接觸處，起到防止鑄件缺陷，提高鑄件質(zhì)量的功效。
板狀剛玉是一種純凈的、不添加如MgO、B2O3等任何添加劑而燒成收縮徹底的燒結(jié)剛玉，具有結(jié)晶粗大、發(fā)育良好的α-Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，Al2O3的含量在99％以上。板片狀晶體結(jié)構(gòu)，氣孔小且閉氣孔較多而氣孔率與電熔剛玉大體相當，純度高，體積穩(wěn)定性好，極小的重燒收縮，用以生產(chǎn)的耐材或澆注料高溫處理后具有良好的熱震穩(wěn)定性和抗彎強度。
本申請的發(fā)明人經(jīng)過多次化學實驗和物理實驗的分析，以及多家鑄造廠家的實際使用，發(fā)現(xiàn)將板狀剛玉添加到鑄造用涂料中作為骨料，鑄造用涂料展現(xiàn)出了良好的使用效果和性價比。
本發(fā)明提供的鑄造用涂料，包括如下重量份的組份：板狀剛玉50-80份，懸浮劑3-4份，觸變劑1-4份，粘結(jié)劑1-2份，增強劑0.2-0.3份，助劑0-0.05份和載液體25-35份。
在一個優(yōu)選實施例中，鑄造用涂料包括如下重量份的組份：板狀剛玉63.5份，懸浮劑3.5份，觸變劑3份，粘結(jié)劑1.5份，增強劑0.25份，助劑0.03份和載液體28.22份。
板狀剛玉具有高耐火度、高耐腐性、高耐沖刷性、高耐熱穩(wěn)定性、高強度和高韌性等優(yōu)點，尤其是化學性能穩(wěn)定的特性在澆筑過程中隔絕砂型和金屬熔液發(fā)揮了至關重要的作用。
板狀剛玉作為鑄造用涂料的骨料，主要起到抵抗金屬液體的熱作用機械作用和化學作用。對防止金屬液體滲入型和芯，發(fā)生機械粘砂；防止金屬液與型和芯表面的砂混合料反應，產(chǎn)生化學粘砂，具有良好的功效；使鑄件表面更光潔，提高鑄件表面質(zhì)量。
在一個優(yōu)選實施例中，所述懸浮劑包括木質(zhì)素磺酸鈉和凹凸棒土中的任意一種以及膨潤土所形成的混合物。懸浮劑可以保證涂料良好的懸浮穩(wěn)定性和一定的觸變性。
在一個優(yōu)選實施例中，所述觸變劑包括海藻酸鈉或海藻酸鈉和白炭黑的混合物。觸變劑可以保證涂料在力的作用下發(fā)生溶膠現(xiàn)象。
在一個優(yōu)選實施例中，所述粘結(jié)劑包括樹脂、松香、白乳膠、硅溶膠和水玻璃中的任意一種。粘結(jié)劑可以保證涂料有良好的表面強度。
在一個優(yōu)選實施例中，所述增強劑為聚乙烯醇縮丁醛或聚乙烯醇。增強劑可以改善涂料的滲透性，提高涂料與砂芯的結(jié)合強度。
在一個優(yōu)選實施例中，所述助劑為苯甲酸鈉和正辛醇的混合物。助劑可以消泡、防腐、潤濕等改善涂料的操作性能。
在一個優(yōu)選實施例中，所述載液體為水或工業(yè)酒精。載液可以充分分散耐火骨料，保證涂料涂敷均勻平滑。
針對上述鑄造用涂料，本發(fā)明提供了鑄造用涂料的制備方法，包括如下步驟：
取所述載液體的總量的80％-90％作為基底液，其中優(yōu)選為85％；
向所述基底液中加入懸浮劑、粘結(jié)劑、增強劑、觸變劑和助劑，并進行第一次攪拌，時間為20分鐘；
向上述第一次攪拌后的混合物中加入板狀剛玉，并進行第二次攪拌，時間為30分鐘；
向上述第二次攪拌后的混合物中加入剩余的載液體，并調(diào)整其波美度，以獲得所述的鑄造用涂料；
接著進行出料、裝桶、檢驗和貼商標。
對于本發(fā)明所獲得的鑄造用涂料，本發(fā)明提供了鑄造用涂料的應用，將所述的鑄造用涂料應用于鑄造件的生產(chǎn)過程中。
其中，所述鑄造工藝包括砂型鑄造、消失模鑄造、離心鑄造、金屬型鑄造和熔模鑄造。
在不同的鑄造工藝中，使用的鑄造用涂料的板狀剛玉的含量也不同。參見表1，在砂型鑄造工藝中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為60％-75％，優(yōu)選含量為67.5％；在消失模鑄造工藝中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為50％-65％，優(yōu)選含量為58％；在離心鑄造工藝中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為55％-70％，優(yōu)選含量為62.5％；在金屬型鑄造工藝中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為55％-70％，優(yōu)選含量為63.5％；在熔模鑄造工藝中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為65％-80％，優(yōu)選含量為72.5％。
表1不同的鑄造工藝中使用的鑄造用涂料的板狀剛玉的含量
其中，所述鑄造用涂料通過刷涂、浸涂、淋涂和噴涂涂抹到鑄造件上。
使用不同的涂抹方式將鑄造用涂料涂抹到鑄造件上，使用的鑄造用涂料的板狀剛玉的含量也不同。參見表2，在刷涂方式中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為60％-75％，優(yōu)選含量為67.5％；在浸涂方式中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為55％-70％，優(yōu)選含量為62.5％；在淋涂方式中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為50％-65％，優(yōu)選含量為57.5％；在噴涂方式中，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為55％-70％，優(yōu)選含量為62.5％。
表2不同的涂抹方式使用鑄造用涂料的板狀剛玉的含量
其中，所述鑄造用涂料應用于鑄造件后，通過水基干燥或醇基燃燒進行干燥。
使用不同的干燥方式對鑄造用涂料進行干燥，使用的鑄造用涂料的板狀剛玉的含量也不同。參見表3，采用水基烘干方式對鑄造用涂料進行烘干，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為50％-80％，優(yōu)選含量為65％；采用醇基燃燒方式對鑄造用涂料進行烘干，板狀剛玉的質(zhì)量分數(shù)范圍值為55％-75％，優(yōu)選含量為68％。
表3不同的干燥方式使用鑄造用涂料的板狀剛玉的含量
本發(fā)明提供的鑄造用涂料，將板狀剛玉首次應用到鑄造用涂料中，板狀剛玉具有化學性能穩(wěn)定的特性，在鑄造過程中可以防止金屬液體與砂型和砂芯發(fā)生化學反應，避免發(fā)生化學粘砂。同時，板狀剛玉的體積穩(wěn)定性好，具有極小的重燒收縮，可以防止金屬液體滲入到砂型和砂芯中。
本發(fā)明提供的鑄造用涂料，可以避免發(fā)生機械粘砂和化學粘砂，使得鑄件表面更光潔，提高鑄件表面質(zhì)量。
下面將給出不同的實施例來作具體說明。
實施例1
鑄造工藝：砂型鑄造
鑄造用涂料按如下成分與配比制備：
板狀剛玉67.5份；
懸浮劑3.5份，由膨潤土和木質(zhì)素磺酸鈉按質(zhì)量比49:1混合而成；
觸變劑3份，由白炭黑和海藻酸鈉按質(zhì)量比4:1混合而成；
粘結(jié)劑1.5份，由樹脂和松香按質(zhì)量比49:1混合而成；
增強劑0.25份，具體為聚乙烯醇縮丁醛；
載液體28.22份，具體為工業(yè)酒精；
不添加助劑。
實施例2
鑄造工藝：消失模鑄造
鑄造用涂料按如下成分與配比制備：
板狀剛玉58份；
懸浮劑4份，由膨潤土和凹凸棒土按質(zhì)量比4:1混合而成；
觸變劑4份，具體為海藻酸鈉；
粘結(jié)劑2份，由白乳膠和硅溶膠按質(zhì)量比3:2混合而成；
增強劑0.3份，具體為聚乙烯醇；
載液體35份，具體為水；
助劑0.05份，由苯甲酸鈉和正辛醇按質(zhì)量比4:1混合而成。
實施例3
鑄造工藝：離心鑄造
鑄造用涂料按如下成分與配比制備：
板狀剛玉62.5份；
懸浮劑3份，由膨潤土和凹凸棒土按質(zhì)量比4:1混合而成；
觸變劑1份，具體為海藻酸鈉；
粘結(jié)劑1份，由水玻璃和硅溶膠按質(zhì)量比7:3混合而成；
增強劑0.2份，具體為聚乙烯醇；
載液體25份，具體為水；
助劑0.05份，由苯甲酸鈉和正辛醇按質(zhì)量比4:1混合而成。
實施例4
鑄造工藝：金屬型鑄造
鑄造用涂料按如下成分與配比制備：
板狀剛玉63.5份；
懸浮劑3.5份，由膨潤土和凹凸棒土按質(zhì)量比19:1混合而成；
觸變劑2.5份，具體為海藻酸鈉；
粘結(jié)劑1.5份，由水玻璃和硅溶膠按質(zhì)量比9:1混合而成；
增強劑0.25份，具體為聚乙烯醇；
載液體30份，具體為水；
不添加助劑。
實施例5
鑄造工藝：熔模鑄造
鑄造用涂料按如下成分與配比制備：
板狀剛玉72.5份；
懸浮劑3.2份，由膨潤土和凹凸棒土按質(zhì)量比9:1混合而成；
觸變劑2份，具體為海藻酸鈉；
粘結(jié)劑1.2份，由水玻璃和硅溶膠按質(zhì)量比1:4混合而成；
增強劑0.26份，具體為聚乙烯醇；
載液體28份，具體為水；
不添加助劑。
除非另外具體說明，否則在上述實施例中闡述的數(shù)值并不限制本發(fā)明的范圍。在這里示出和描述的所有示例中，除非另有規(guī)定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當中。