一种离心铸造辐射管涂料及其制备方法技术

技术编号:3842780 阅读:182 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术为一种离心铸造辐射管涂料及其制备方法,其组成是(质量分数):25-30%硅藻土、5-10%锆英粉、1.0-1.2%钛粉、1.5-1.8%铁粉、4.5-5.0%钠基膨润土、2.0-2.5%聚乙烯醇、0.8-1.0%海藻酸钠、3.5-4.0%硅溶胶、0.8-1.0%十二烷基苯磺酸钠、0.05-0.08%硅烷、46.82-49.95%水,其中35%≤硅藻土+锆英粉≤37%,2.7%≤钛粉+铁粉≤2.9%,8.0%≤钠基膨润土+聚乙烯醇+海藻酸钠≤8.2%。本发明专利技术涂料经干混、混碾和过筛后,用于离心浇注辐射管,可在辐射管外表面形成均匀分布的刺凸形(即麻面),可提高辐射管热效率。本发明专利技术涂料还具有良好的附着力、高温强度和抗裂性,减少了辐射管表面缺陷,改善了复合管质量。使用本发明专利技术涂料浇注辐射管具有很好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为各类离心铸造合金钢管涂料及其制备方法,特别涉及一种离心铸造辐射管涂 料及其制备方法,属于铸造

技术介绍
在机械加工、汽车制造及钢铁工业的热处理行业中,为保证工件的内在质量、以及满 足某些表面热处理工艺要求,许多热处理炉采用保护气氛间接加热。由于辐射管加热有效 地避免了被加热表面的氧化和脱碳,这就为在保护气氛下进行热处理创造了条件。目前, 辐射管应用很广,发展较快。辐射管一般有电加热、煤气加热两种。辐射管加热的方法同 其它方法相比,具有很多优点。主要是热效率高,温度分布均匀,可采用各种保护气体, 宜于采用程序控制。煤气辐射管的热效率一般可达40 — 60%。电加热辐射管的一般热效率 为69—73 %。目前国内外所生产的辐射管材质基本上都是耐热钢,通过离心铸造而成。辐射管壁面 温度比炉内被处理工件的温度通常要高50 — 10(TC,它们都是在相当高的温度下使用的, 所以各种耐热钢最高使用温度随着使用条件、可控气氛种类而变化。当炉膛温度比较高时, 耐热铸钢已不能满足工艺的要求,需要选用其它材质来制造辐射管。目前国内外通过改进 辐射管材质以增加使用寿命和提高总体性能,并研究开发了品质更高的辐射管,包括渗铝 低碳无缝钢管、陶瓷管(SiC管)、Si-SiC复合材料等新型辐射管。由于离心铸造耐热钢 辐射管具有生产效率高、生产工艺简单等特点,仍在国内外得到广泛使用。辐射管壁厚薄, 通常小于15mm,不仅要求表面层组织致密,还要有一定粗糙度,具有一定粗糙度的麻面 耐高温辐射管,比普通光滑辐射管辐射面增加,热处理能耗低,节能效果好。辐射管不能 有气孔,否则极易使璧管烧穿。尤其是浇铸细长薄璧辐射钢管,热端和冷端的铸型温差较 大,在末端金属液温度低,侵入的气泡未及时排出,易形成气孔,所以,生产离心铸造薄 壁耐热合金钢辐射管,对涂料要求很严格。过去各厂家多数用刚玉粉涂料和石英粉涂料, 但使用后涂料会产生粘附,并且铸件会产生气孔、结疤等现象。中国专利技术专利CN1520951公开了一种离心铸造高合金炉管金属型涂料及方法,成分 为锆英粉IOOKG、硅溶胶5 15KG、荧石粉2 6KG、纤维素80 200G、聚乙烯醇80 200G、膨润土3 8KG;混制方法为将100KG的锆英粉、荧石粉2 6KG、膨润土 3 8KG加入轮碾机内,干混15分钟,加A用水溶解的80 200G纤维素、80 200G聚乙烯醇和5KG水,混碾3小时。加入硅溶胶5 15KG混碾30分钟,由于粘结剂的不同在喷 涂后涂层的低温强度增加;由于纤维素和聚乙烯醇的加入,使涂料在低温时的塑性增加, 提高了涂料层在浇注时抗冲刷的能力和金属型高速运转时抗震动的能力。但这种炉料用于 离心铸造辐射管时,涂料易粘附于辐射管表面,且不易清除,影响辐射管的辐射换热效果。 中国专利技术专利CN1109395也公开了一种离心铸造型桶涂料,它由基料、辅料、水组成,其 特征在于它的化学成分(重量%)是将'(基料+辅料)作为l 0 0%计算,水是(基料+ 辅料)总重的l 0 0 2 5 0 %,所述(基料+辅料)的化学成分(重量%)为石英或 锆英石中任一种5 5 9 5%,高岭石型耐火粘土 3. 5 4 0%,水玻璃或硅溶胶 1 5 %,碳酸钠或苛性钠0. 1 0. 5%,羧甲基纤维素钠0. 0 1 0. 1%, 所述耐火粘土的粒度要求<1 Opm的颗粒不低于4 5 %,其中〈lpm的颗粒不低于 1. 5%。但这种炉料用于离心铸造辐射管时,涂料易粘附于辐射管表面,且不易清除, 影响辐射管的辐射换热效果。中国专利技术专利CN1116141公开了一种离心铸造管型涂料,其 组成及其重量比是1 0 O份基料、1 0 0 1 2 O份水、5 8份膨润土、 0. 1 5 0. 3份Na2C03、还可加入0 . 1 0. 3份阴离子表面活性剂,其中,基料是硅藻 土和石英粉,基料采用计算重量,其余组分采用实际重量,基料的计算重量与其实际重量 之间的关系为W (计)關士二3W (实)硅藻土, W (计)石英粉二W (实)石英粉,该涂料具有 很好的悬浮性,低的发气性、很好的脱模性及抗铁水冲刷性能和绝热耐火性能,但用于离 心铸造辐射管,不易在管的外表面获得均匀分布的麻面。中国专利技术专利CN1775414还公开 了一种核电厂用离心铸造高合金炉管用涂料的制作配方和工艺。其成分(以100kg计算) 硅微粉30%+硅藻土70% 16-25kg、磷酸二氢铝3-5kg、膨润土 3-5kg和PVA 0.5-2kg、其 余为锆英粉。其制作方法先将膨润土3-5kg与硅微粉30X+硅藻土70X16-25kg用球磨 机混碾,加适量水搅拌1小时,再加入锆英粉搅拌1小时,然后加磷酸二氢铝3-5kg和PVA 液0.5-2kg再搅拌2小时,即可得到该涂料。但用于离心铸造辐射管,不易在管的外表面 获得均匀分布的麻面。日本专利JP5401卩420-A也公开了一种离心铸造钢(或镍基合金) 管的涂料,涂料中含有B4C,易在铸管表面形成一层含硼硬化层,有利于提高铸管表面的 耐磨性,但用于离心铸造辐射管,不易在管的外表面获得均匀分布的麻面。专利技术专利 R095387-A也公开了一种用于离心铸钢的耐火涂料,含1.5-5%膨润土、 0.3-1.5%淀粉、2-5 %水玻璃、0.1-0.2%苯酚或甲酸溶液,但人体吸入苯酚后,会产生呼吸困难和头痛,并刺 激眼睛,而甲醛也是原浆毒物,能与蛋白质结合,吸入高浓度甲醛后,会出现呼吸道的严 重刺激和水肿、眼刺痛、头痛,也可发生支气管哮喘,因该涂料对身体有害,不宜用于离心铸造辐射管的生产中。要在辐射管表面获得均匀分布的麻面(亦称刺凸),理想的离心 铸造辐射管涂料层结构应是在平坦的涂料层表面上均匀分布着具有一定孔径、密度与深度 的喇叭形小坑孔。由于辐射管壁薄,尽管其浇注温度高,但凝固过程中排出的总热量较少, 因此可选用廉价的硅藻土为涂料的耐火固料。为了改善涂料的性能,还加入适量的粘结剂、 悬浮剂和助剂等材料。
技术实现思路
本专利技术目的是提供。本专利技术选用廉价的硅藻土 为涂料的耐火固料。为了改善涂料的性能,还加入适量的粘结剂、悬浮剂和助剂等材料。 另外,本专利技术涂料的载液是水,但对水含量进行严格控制,涂料在接触高温管模后其中的 载液发生气化,聚集成气泡,新生的载液气化分子进入气泡,气泡内压力增大,突破阻力 由涂层内冲出爆发。在气泡爆发时,涂层表面形成一个开孔。由于涂料流动性好,就会流 入开孔使涂层表面闭合,继而产生新一轮爆发。但在液态涂层沸腾失水过程末期,由于涂 料固液比与粘度增大,流动性显著降低,开孔会保留下来,最后在涂层表面形成一个喇叭 形坑孔,喇叭形坑孔的存在,有利于辐射管表面获得均匀分布的麻面。本专利技术的目的可以通过以下措施来实现本专利技术涂料的组成是(质量分数)25-30%硅藻土 (其中SiO2>90%, Al2O3<8.0%, Fe2O3<2.0%, Na2O<1.0%, CaO<1.0%, &0<0.5%)、5陽10%锆英粉(其中ZrO2>70%, SiO2<30o/o: TiO2<0.4o/o,F本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种离心铸造辐射管涂料,其特征在于涂料的质量百分数组成是:25-30%硅藻土、5-10%锆英粉、1.0-1.2%钛粉、1.5-1.8%铁粉、4.5-5.0%钠基膨润土、2.0-2.5%聚乙烯醇、0.8-1.0%海藻酸钠、3.5-4.0%硅溶胶、0.8-1.0%十二烷基苯磺酸钠、0.05-0.08%硅烷、46.82-49.95%水,其中35%≤硅藻土+锆英粉≤37%,2.7%≤钛粉+铁粉≤2.9%,8.0%≤钠基膨润土+聚乙烯醇+海藻酸钠≤8.2%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:顾其荣姚萍符寒光
申请(专利权)人:靖江市黎明铸造材料厂
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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