一种消失模铸造铝硅合金环保涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种消失模铸造铝硅合金环保涂料及其制备方法，由耐火基材，钠基膨润土，CMC，硅溶胶和JFC，聚醋酸乙烯，聚乙稀醇，磷酸三丁酯，五氯酚钠，适量水，除氢剂组分制备而成。可膨胀石墨加热膨胀后可将涂料透气性维持在适当位置，便于氢气和其他分解气体逸出，防止夹渣孔的形成，同时氢气在通过涂料层时，氧化铜可以在高温下与铝合金中析出的氢气反应生成水和单质铜，有效消除氢针孔的形成。适当的透气性可以有效防止透气性过高导致铝合金铸件表面易产生针刺、粘砂、节瘤等缺陷。节瘤等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种消失模铸造铝硅合金环保涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金铸造涂料领域，特别涉及一种消失模铸造铝硅合金环保涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]消失模铸造的基本原理是将：将铸件形状相似的发泡塑料模样涂抹上耐火涂料层后，放在砂箱中，模样的四周填入干砂，经过振动使其紧实造型，而后浇注金属液，泡沫塑料在高温金属液的热作用下热解消失，从而让金属液填充到泡沫塑料膜消失的空间完成充型的的一种新型铸造方法。
[0003]由于铝合金浇注温度低于铸铁很多，一般在750℃左右，因此在涂料成分的选择和涂料的性能上都有一定区别。在750～780℃的浇铸温度下，铝合金的吸氢严重，在其冷却过程中铝合金液容易析出氢气，易使铸件产生形成分散性氢针孔。现有的铸造涂料解决这一问题主要还是通过提高涂料的透气性，提高透气性还能有效缓解在泡沫模样发气形成以及铝合金液在凝固过程中，泡沫模样分解气体来不及排出铝合金液造成的夹渣孔，但涂料透气性过大，铸件表面易产生针刺、粘砂、节瘤等缺陷，而透气性不足，可能导致浇不足或针孔增多等。
[0004]铝合金涂料的耐火骨料的选择一般是耐火度较低的硅藻土粉、滑石粉、珠光粉、土状石墨等。由于合金浇注温度低，造成模样气化较为困难，残留液态模样较多，因此要求涂料具有较强的吸着性。如硅藻土粉、凹凸棒土等涂料组成物都对提高涂料吸着性有一定影响。能够解决因为浇注温度降低而造成的模样气化不完全造成的针孔缺陷。
[0005]液态铝合金的熔化温度比钢铁材料低许多，而金属液浇注时模样的热解汽化将吸收大量的热量，造成合金流动前沿温度下降，故凝固冷却时易形成冷隔、皮下气孔等铸件缺陷。因此所选涂料需要能够吸收浇注产生的热量、帮助散热，或者具有优良的散热性，其次可以帮助铸件的冷却凝固，从而预防冷隔、皮下气孔缺陷。因为消失模浇注的温度在750摄氏度以上，所以要选择高温黏结剂：粘土、膨润土、水玻璃、硅溶胶、磷酸盐、硫酸盐、聚合氯化铝，防止在高温下黏结剂被高温下破坏。
[0006]一直以来，我国的铝硅合金铸件用的涂料大多数和铸铁件一致。铝硅合金消失模铸造的专用涂料研制不多，在使用中存在着涂料性能不佳，铸件的表面质量精度不高、内部不致密等一系列的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题：解决铝硅合金消失模铸造过程中容易发生氢针孔和夹渣孔的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
[0009]一种消失模铸造铝硅合金环保涂料，由如下重量份的组分制备而成：耐火基材100份，钠基膨润土2～6份，CMC 0.4～0.6份，硅溶胶2
‑
3份和JFC 0.03份，聚醋酸乙烯3～5份，
聚乙稀醇4～7份，磷酸三丁酯0.01～0.02份，五氯酚钠0.02～0.04份，适量水，5～20份除氢剂。
[0010]优选地，所述除氢剂由CuO和可膨胀石墨粉混合而成。
[0011]优选地，所述CuO与可膨胀石墨的质量比为1:1～6。
[0012]优选地，所述耐火基材由硅藻土30～35wt％，云母粉65～70wt％组成。
[0013]一种上述消失模铸造铝硅合金环保涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
[0014](A)按配料比称取原料组分，将耐火基材，钠基膨润土和除氢剂研磨混合过过200目筛；
[0015](B)向50～100重量份水中加入CMC，硅溶胶，JFC，聚醋酸乙烯和聚乙烯醇，加热至90℃，充分搅拌溶解后加入磷酸三丁酯和五氯酚钠，搅拌均匀后室温自然冷却得基础液；
[0016](C)将耐火基材和钠基膨润土以及除氢剂加入基础液中，充分搅拌均匀后即得完全涂料。
[0017]本专利技术获得的有益效果：
[0018]可膨胀石墨加热膨胀后可将涂料透气性维持在适当位置，便于氢气和其他分解气体逸出，防止夹渣孔的形成，同时氢气在通过涂料层时，氧化铜可以在高温下与铝合金中析出的氢气反应生成水和单质铜，有效消除氢针孔的形成。适当的透气性可以有效防止透气性过高导致铝合金铸件表面易产生针刺、粘砂、节瘤等缺陷。
具体实施方式
[0019]下面通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0020]实施例1：按如下方法制备消失模铸造铝硅合金环保涂料：
[0021](A)按如下重量份配比称取原料组分：耐火基材100份，钠基膨润土2份，CMC 0.4份，硅溶胶2份和JFC 0.03份，聚醋酸乙烯3份，聚乙稀醇4份，磷酸三丁酯0.01份，五氯酚钠0.02份，5份除氢剂；
[0022](B)将耐火基材，钠基膨润土和除氢剂研磨混合过过200目筛；本实施例中所述除氢剂由CuO和可膨胀石墨粉按质量比为1:1混合获得。所述耐火基材由硅藻土30份，云母粉70份组成。
[0023](C)向50重量份水中加入CMC，硅溶胶，JFC，聚醋酸乙烯和聚乙烯醇，加热至90℃，充分搅拌溶解后加入磷酸三丁酯和五氯酚钠，搅拌均匀后室温自然冷却得基础液；
[0024](D)将耐火基材和钠基膨润土以及除氢剂加入基础液中，充分搅拌均匀后即得完全涂料。
[0025]耐火基材的选定
[0026]铸造铝硅合金，浇注时表面会产生氧化物，这些产物呈碱性，易与酸性耐火基材石英粉、莫来石等反应对涂层和铸型表面进行侵蚀，故应选择中性或碱性硅酸盐类材料做基材。铸铝温度在750～780℃之间，在保证其足够耐火性条件下，可以以节省成本为原则，尽量避免使用刚玉粉、锆英石粉等价格昂贵的锆耐火材料，因此最终选择硅藻土、云母作为耐火基材。
[0027]二氧化硅或氧化铝均不与硅藻土、珠光粉、云母发生化学反应，硅藻土30％
‑
35％：
因涂料要具备一定的常温和高温强度，以防止泡沫模样碰撞时涂层会脱落，同时也要耐受经金属液的冲刷，而硅藻土呈中性，无毒，悬浮性能良好，吸附能力好，具有孔隙度大、吸收性强、热化学性质稳定等特点，能为涂料提供优异的表面性能，能够提高附着力。能够有效提高涂层的强度，同时由于孔体积较大，对泡沫产生的杂质也具有吸附作用，也能防止杂质进入液态合金内部形成气孔等缺陷，提高了铸件的表面质量，同时也具有良好的隔热保温性，提高了金属液的流动性能。
[0028]云母粉65％
‑
70％：云母粉具有耐热、阻燃性和抗磨性，化学性质稳定，在水中的悬浮性能良好，有利于泡沫模裂解的气体在高温下排出涂层，同时云母粉也可作悬浮剂使用，强烈阻隔了水和腐蚀性物质的渗透，这就减少了铝硅合金成型后的产生的气孔和夹渣的缺陷。一般情况下，可能用滑石粉代替云母粉，但此时因为和堇青石共同作用，其温度较高，采用滑石粉可能分解出MgO,其有很强的助熔作用，能将涂层的孔隙填满，可能会妨碍了气体的排出，从而产生气孔等缺陷，所以一般用云母粉较好。
[0029]悬浮剂的选定
[0030]悬浮剂的作用是使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消失模铸造铝硅合金环保涂料，其特征在于，由如下重量份的组分制备而成：耐火基材100份，钠基膨润土2～6份，CMC 0.4～0.6份，硅溶胶2
‑
3份和JFC 0.03份，聚醋酸乙烯3～5份，聚乙稀醇4～7份，磷酸三丁酯0.01～0.02份，五氯酚钠0.02～0.04份，适量水，5～20份除氢剂。2.根据权利要求1中所述的一种消失模铸造铝硅合金环保涂料，其特征在于：所述除氢剂由CuO和可膨胀石墨粉混合而成。3.根据权利要求2中所述的一种消失模铸造铝硅合金环保涂料，其特征在于：所述CuO与可膨胀石墨的质量比为1:1～6。4.根据权利要求1中所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴知章，臧影，
申请(专利权)人：安徽信息工程学院，
类型：发明
国别省市：