一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料及其制备方法技术

本申请涉及消失模铸造领域，具体公开了一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料及其制备方法，抗粘砂消失模铸造用耐火涂料包括下列重量份物质制成：100～120份耐火骨料、4～5份悬浮剂、2～3份粘结剂和60～70份水；所述耐火骨料包括质量比为1:20～25:30～40:50混合的多孔氧化铁、棕刚玉、石英粉和硅藻土的混合骨料；本申请通过对耐火骨料采用复配组合的方案，使复配后的耐火骨料兼顾良好的附着力和优异的结构性能，同时本申请在耐火骨料中添加了多孔氧化铁，经受热分解的裂解产物氧化为气体，疏通积碳堵塞，同时其将强的氧化性促进金属氧化物与涂料层界面的生成，有效改善了消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料及其制备方法
本申请涉及消失模铸造领域，更具体地说，它涉及一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料及其制备方法。
技术介绍
消失模铸造又称作实型铸造，它是将EPS、ETMMA或EPMMA材质的泡沫塑料，制成与铸件结构及尺寸相近的模型，然后在模型表面利用刷涂、浸涂以及流涂等方式涂覆一层消失模专用涂料，烘干涂层后埋到干砂中进行造型，然后振动使干砂紧实，并用真空设备进行抽真空处理，稳定在一定的负压条件下，将高温金属液浇注到铸型内，塑料模型高温气化消失，最后，原来的模型被金属液所取代，待金属液冷却凝固后形成所需要的铸件的一种新型铸造方法。消失模铸造涂料的组分主要包括耐火骨料、悬浮剂、粘结剂、载液以及添加剂，在消失模铸造工艺中，耐火涂料处在泡沫模型和砂型之间，耐火涂层不仅起到保护支撑模型的作用，还可以有效的防止金属液渗入到型砂中，造成粘砂缺陷；涂层还具有一定的保温性能，来控制金属液的凝固时间。总而言之，涂料能够提高产品的尺寸精度，降低甚至是避免产品中的气孔、冷隔、以及浇不到等缺陷的发生。针对上述中的相关技术，专利技术人认为，目前消失模铸造用耐火涂料在靠近钢液部分的涂料骨料颗粒内部出现了较少的低熔点相，石英颗粒在高温作用下只能通过固体颗粒之间，离子、分子相互扩散的固相烧结的方式微弱的将这些颗粒粘合在一起，石英粉涂料残片在靠近钢水部分依然存在大量孔隙以及部分未烧结的颗粒，当钢水表面张力越小、与砂型孔隙的润湿角越小、砂型孔隙半径越大时，砂型孔隙中的毛细压力就越小，钢水渗透所需的静压力就越小，铸钢件就越容易产生渗透粘砂。
技术实现思路
为了克服现有消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜易粘砂的缺陷，本申请提供一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料及其制备方法，采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，包括下列重量份物质制成：100～120份耐火骨料、4～5份悬浮剂、2～3份粘结剂和60～70份水；所述耐火骨料包括质量比为1:20～25:30～40:50混合的多孔氧化铁、棕刚玉、石英粉和硅藻土的混合骨料。通过采用上述技术方案，由于本申请通过对耐火骨料采用复配组合的方案，其中硅藻土化学成分主要是二氧化硅，具有孔隙大、耐磨、耐热等特点，能使涂料具备优异的表面性能以及提高涂料的附着力，但是其孔隙体积比较大，降低了涂料的干燥时间，所以本申请通过棕刚玉和石英粉补足了耐火骨料的孔隙率过高的性能，从而使复配后的耐火骨料兼顾良好的附着力和优异的结构性能；同时本申请在耐火骨料中添加了多孔氧化铁，由于氧化铁的存在一方面使得泡沫模型受热分解的裂解产物氧化为气体，疏通了涂料与钢液界面的积碳堵塞，使裂解产物通过涂料顺利排出而不至于堆积在涂料与钢液界面上阻碍裂解产物的排出，另一方面由于其将强的氧化性促使足够的金属氧化物在钢液与涂料层界面的生成，这些金属氧化物为低熔点的脆性相，使得铸件在落砂后，涂料与铸件表面容易剥落，防止其出现粘砂的现象，从而有效改善了消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能。进一步地，所述耐火骨料还包括与石英粉等质量的均化铝矾土，所述均化铝矾土采用以下方案制成：（1）取铝矾土并研磨过筛，得200目过筛颗粒，按质量比1:6～8，将过筛颗粒与去离子水搅拌混合并挤压成球，收集挤压球体并自然干燥，得坯体；（2）将坯体置于马弗炉中，程序升温并保温煅烧1～2h后，静置冷却至室温，破碎并过500目筛，即可制备得均化铝矾土颗粒。通过采用上述技术方案，由于本申请通过对铝矾土进行均化处理，使均化后的铝矾石结构致密、成分均匀，具有较高的体积密度和较低的气孔率，且气孔多为封闭气孔，优化了制备后形成的涂层表面的结构，提高了其致密性能，从而有效改善了耐火涂料涂覆后表面的平整度，从而进一步改善了消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能。进一步地，所述程序升温为按5℃/min，升温加热至950～1100℃。通过采用上述技术方案，由于本申请优化了制备铝矾土材料的升温条件和加热温度，一方面，稳定的升温速率能有效提高均化铝矾土材料在制备过程中的稳定性能，从而有效改善均化铝矾土的结构性能，另一方面，在该温度下煅烧出，能有效分解铝矾土材料内部的杂质的同时，有效密实铝矾土结构，从而使制备的消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能进一步提高。进一步地，所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料还包括6～8重量份的固含量为6％的硅酸镁铝凝胶。通过采用上述技术方案，由于本申请在耐火涂料中添加了硅酸镁铝凝胶，硅酸镁铝可分散于水中，静置时由于耐火骨料的端面和层面带有不同电荷而相互吸引和靠近，这样就使得各晶片的端面之间形成一种缔合结构，而且该结构不断进行复制，最终使整个体系得到一种“卡片宫式”的网络结构，进而获得一种稳定的状态，从而改善了耐火涂料的分散均匀性和稳定性能，进一步提高了消失模铸造用耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能。进一步地，所述悬浮剂包括下列重量份物质制成：25～30份黄原胶、15～20份羧甲基纤维素钠和3～5份钠基膨润土。通过采用上述技术方案，由于本申请选用多组分物质制备悬浮剂材料，由于膨润土载液可以牢固的吸附在质点周围，并进入晶层之间的间隙形成胶体质点，这些质点在胶体溶液中会形成一种空间的网状结构，从而使膨润土获得一定有屈服值，在此基础上，通过复合羧甲基纤维素钠与纳米膨润土混合，细小分散的膨润土颗粒质点会强烈吸附羧甲基纤维素钠的高分子物质，阻止膨润土颗粒质点的运动，使它们不易互相碰撞接触、合并，同时形成的三维连续网状结构也会使耐火粉料的颗粒质点不易沉淀，从而改善涂料的悬浮性。进一步地，所述粘结剂包括下列重量份物质制成：3～5份水玻璃、1～2份聚乙烯醇、6～8份聚丙烯酰胺和55～80份水。通过采用上述技术方案，本申请优选粘结剂组成和组分，通过聚乙烯醇的增稠效果，与膨润土复合使用时，制备的涂料具有良好的悬浮性和涂刷性，聚丙烯酰胺使涂料具有较高的粘度进一步改善涂料的涂刷效果，最后，水玻璃具有粘结力强、耐酸性好和粘结强度较高的特点，从而使优化后的粘结剂材料具有良好的粘结效果，改善了耐火涂料铸造涂膜的抗粘砂性能。第二方面，本申请提供一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料的制备方法，所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料的制备步骤包括以下步骤：S1、粘结剂制备：在搅拌机搅拌状态下按配方，将水玻璃、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺添加至水中，搅拌混合25～30min，收集得粘结剂；S2、悬浮剂制备：按配方将黄原胶、羧甲基纤维素钠和钠基膨润土置于研钵中，研磨分散并收集分散混合物，得悬浮剂；S3、固态料混料：先将耐火骨料研磨过500目筛，收集过筛颗粒；S4、耐火涂料制备，再按配方将过筛颗粒、硅酸铝镁凝胶、悬浮剂和水搅拌混合，先在低速搅拌下，搅拌混合得预混料，再将粘结剂添加至预混料中，在中速搅拌速率下搅拌混合30min，静置陈化24h，即可制备得所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料。通过采用上述技术方案，本申请优化耐火涂料的调配顺序，其目的在于通过选用相同性状的物质先进行组合，提高最终涂料的分散均匀性和稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料包括下列重量份物质制成：/n耐火骨料100～120份；/n悬浮剂4～5份；/n粘结剂2～3份/n水60～70份；所述耐火骨料包括质量比为1:20～25:30～40:50混合的多孔氧化铁、棕刚玉、石英粉和硅藻土的混合骨料。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料包括下列重量份物质制成：
耐火骨料100～120份；
悬浮剂4～5份；
粘结剂2～3份
水60～70份；所述耐火骨料包括质量比为1:20～25:30～40:50混合的多孔氧化铁、棕刚玉、石英粉和硅藻土的混合骨料。


2.根据权利要求1所述的一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述耐火骨料还包括与石英粉等质量的均化铝矾土，所述均化铝矾土采用以下方案制成：
（1）取铝矾土并研磨过筛，得200目过筛颗粒，按质量比1:6～8，将过筛颗粒与去离子水搅拌混合并挤压成球，收集挤压球体并自然干燥，得坯体；
（2）将坯体置于马弗炉中，程序升温并保温煅烧1～2h后，静置冷却至室温，破碎并过500目筛，即可制备得均化铝矾土颗粒。


3.根据权利要求2所述的一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述程序升温为按5℃/min，升温加热至950～1100℃。


4.根据权利要求2所述的一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述抗粘砂消失模铸造用耐火涂料还包括6～8重量份的固含量为6％的硅酸镁铝凝胶。


5.根据权利要求4所述的一种抗粘砂消失模铸造用耐火涂料，其特征在于，所述悬浮剂包括下列重量份物质制成：
黄原胶2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国锋，
申请(专利权)人：常州市程伟铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32