铸造用涂料组合物制造技术

一种用于模具和型芯的铸造用涂料组合物，一种制备涂覆的铸模和型芯的方法，和可通过所述方法获得的涂覆的模具和型芯。所述铸造用涂料组合物包含液体载体；粘结剂；和粒状耐火填料。所述粒状耐火填料包含粒径d＞38μm的第一(较粗的)部分，和粒径d＜38μm的第二(较细的)部分。全部粒状耐火填料的不大于10％具有38μm＜d＜53μm的粒径，且第二(较细的)部分的不大于50％由煅烧高岭土构成。将所述铸造用涂料组合物涂布至模具和型芯上，以帮助将铸件从模具移除并防止铸件缺陷。在单一步骤中涂布所述组合物，以得到具有表面层(含有d＞38μm的颗粒)和吸收层(含有d＜38μm的颗粒)的模具和型芯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸造用涂料组合物本专利技术涉及一种铸造用涂料组合物，特别是一种用于模具和型芯的涂料组合物，一种用于涂覆模具和型芯的方法，以及可通过该方法获得的模具和型芯。金属型材通过将熔融的金属注入被模具及任选地被型芯所限定的模腔而铸造。限定铸件外部的铸型称为铸模，而限定铸件内部的铸型称为型芯。当将液态金属浇铸入砂型、撞向型芯时，在砂/金属界面处发生物理效应和化学反应。两者均可以导致最终铸件的表面缺陷。金属渗透和开裂是在砂型和型芯中出现的物理铸造缺陷。渗透缺陷发生于当液态金属进入砂型或型芯的孔洞中时，导致铸件表面粗糙。开裂可以作为砂的不同的热膨胀的结果而发生。石英砂特别倾向于开裂，因为在573°C，作为相变的结果，发生强烈的膨胀。当热金属撞击冷模具或型芯表面时，产生强烈的热梯度，热通过扩散向型芯中耗散。模具或型芯的外层先达到573°C，导致由于突然膨胀而产生的压缩力。更深层(远离热金属)之后达 到573°C，并且当这些层膨胀时，表面处的压缩力变为张力，并可能发生开裂。在模具或型芯表面的液态金属随后可能进入裂缝，导致在铸件表面形成凸纹或结疤。化学缺陷包括粘砂和含碳缺陷。粘砂可以由砂中杂质(特别是碱金属盐)的存在而导致，杂质降低了模具或型芯的耐火性。当有机的模具和型芯粘结剂在高金属注入温度降解时，产生含碳缺陷，形成了含碳的气体，所述含碳的气体可能导致增碳或由于光泽的碳导致的表面麻点。为了试图改善模具和型芯的性质以避免结疤或其它缺陷，已经向型砂中添加了许多品种的不同试剂。这些添加剂(防结疤剂)包括淀粉类产品、糊精、氧化铁(包括氧化铁红和氧化铁黑)和氟化碱土金属或氟化碱金属。典型地，在加工模具或型芯前将所述添加剂与树脂和砂共混。添加剂均匀地分布于整个模具或型芯上。它的缺点是必须使用相对大量的(相对昂贵的)添加剂，而且通常必须增加粘结剂的水平以保持足够的型芯强度。耐火涂料(也称为模具涂料(paints)、敷料(dressings)或涂料(washes))也已经被使用多年，以改善所得铸件的性质。该涂料的目的包括提供光滑的铸件光洁度，防止砂受到熔融金属影响以限制粘砂和金属渗透，防止模具和型芯开裂和结疤，并使从铸件表面除砂更容易。所述涂料通常基于石墨，硅铝酸盐(滑石、云母、叶腊石)或硅酸锆(zirconsilicate)耐火材料。可以在型芯和|旲具上涂布多层耐火涂料，以减少缺陷和提闻铸件品质。W089/09106描述了一种砂质型芯，其首先用含有含细磨熔融石英的第一耐火涂料的水性悬浮液浸溃或喷涂。将涂层干燥，随后涂覆第二软性脱离涂料(例如粉末状石墨的悬浮液)。JP2003191048A公开了一种具有第一和第二涂层的型芯。第一涂层(14)渗入型芯，并且由锆粉和有机粘结剂组成。第二层(16)含有云母作为润滑剂，以帮助移除铸件。在第一涂层之后涂布弟_■涂层。根据本专利技术的第一方面，提供了一种铸造用涂料组合物，其包含液体载体；粘结剂；和粒状耐火填料；所述粒状耐火填料包含粒径d > 38 μ m的第一(较粗的)部分，和粒径d < 38 μ m的第二(较细的)部分，其中全部粒状耐火填料中不大于10%具有38μπι< d< 53μπι的粒径，且所述第二(较细的)部分的O至50%由煅烧高岭土构成。图I是已经被本专利技术的组合物涂覆的铸模或型芯的一部分的示意图。铸模或型芯由砂粒10制成。通过粘结剂(未示出)将砂粒10彼此粘结在一起，以制成想要的形状。铸模或型芯是多孔的；在砂粒10之间存在空间(孔隙)12。当将涂料组合物涂布至铸模或型芯时，第二(较细的)部分14渗透进入多孔的铸模或型芯至一定深度(在图I中由Y示出)。第一(较粗的)部分16的粒径过大，不能渗透进入铸模或型芯，代之以形成表面层 16。不愿受限于理论，本专利技术人认为，第一(较粗的)部分使铸件易于从砂质型芯或模具中脱离，同时第二(较细的)部分有助于阻止结疤缺陷。此外，本专利技术人示出了，当所述涂料组合物含有高比例的煅烧高岭土(煅烧粘土)时,涂料组合物的益处减少。可以在单一步骤中将涂料组合物涂布至铸模或型芯，以提供渗透入模具或型芯的吸收层(包含第二(较细的)部分)以及层压在模具或型芯上的表面层(包含第一(较粗的)部分)。与涂布两层单独涂层的，特别是在涂布第二涂层前对第一涂层进行干燥的现有技术方法相比，所述单一步骤是有利的。本专利技术人已经发现，可以通过除去一定比例粒径在38μπι < d < 53 μ m范围内的粒子，在单一步骤中实现将细粒充分吸收入模具或型芯。本文中，将把粒径为38μπι< d<53 μ m的粒子称为临界部分。据认为，临界部分阻隔了砂型或型芯中的孔隙，并因此阻碍了细粒部分的渗透。已经示出，所述阻隔效果基本上与使用的砂的类型(粒径和形状)无关。令人惊讶的是，本专利技术的涂料组合物可以与各自含有细粒部分和粗粒部分的两种分开的涂料同样有效。工作已经显示，可以通过双重涂覆方法，获得令人满意的铸造结果，其中首先涂布仅含有细粒的吸收涂料，随后涂布含有粗粒部分的涂料，在涂布之间带有或没有中间干燥步骤。不过，已经发现，对于特定的含有空腔(袋囊)的复杂型芯，如果没有对第一吸收涂料的中间干燥可能出现问题，第二涂料有时无法均匀附着在某些区域。备选的两步法包括首先涂布仅含有细粒的吸收液涂料，随后，通过将仍然湿润的第一涂覆的模具或型芯保持在粗粒子的流化床中，涂布干燥的粉末状粗粒部分，使得它们附着至表面。第一(较粗的)部分和第二(较细的)部分的粒径可以通过筛分确定。通过孔径尺寸为38 μ m的筛的粒状耐火填料对于本专利技术而言被定义为第二(较细的)部分，而被孔径尺寸为38 μ m的筛截留的粒状耐火填料为第一(较粗的)部分。所述筛可以是ISO 3310-1标准筛。粒径为38μπι<(1<53μπι的粒子将通过孔径尺寸为53 μ m的筛，但不通过孔径尺寸为38 μ m的筛。在一系列实施方案中，全部粒状耐火填料中不大于10 、7 、4、3 *%、或I 由粒径为38μπι < d < 53 μ m的粒子构成。因为已经表明临界部分阻止吸收，所以本专利技术人认为，临界部分更低的百分数是有利的。然而，因为实际原因，可能难以完全排除临界部分。所述百分数可以按重量(重量％)或按体积(体积％)确定。此外，临界部分(38 μ m < d < 53 μ m)可以相对于第一(较粗的)部分而确定。在一系列实施方案中，第一(较粗的)部分中不大于或3%是由粒径为38ym<d<53ym的粒子组成的。所述百分数可以按重量(重量％)或按体积(体积％)确定。在一个实施方案中，第一(较粗的)部分的粒径不大于630 μ m，不大于500 μ m，不大于400 μ m,不大于250 μ m或不大于180 μ m。通常，较粗/较大的(球状)粒子具有更粗糙的表面，即，粒径越小，涂层越光滑。对最大尺寸的限制通常取决于型芯边缘的形状，因为在这些边缘上可能发生涂层的开裂。粒子的形貌也是决定涂层表面性质的因素，因为粗大的薄片状的耐火材料典型地比同尺寸的圆粒薄片材料提供更加光滑的铸件表面，这是因为它们非常薄并且可以平放在表面上。 在一个实施方案中，第二(较细的)部分的粒径不大于35 μ 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁努斯·雅各布斯·阿纳本，弗雷德里克·威廉·文皮耶卡兹，
申请(专利权)人：福塞科国际有限公司，
类型：
国别省市：