含孕育剂的水基液态铸模涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种尤其适用于离心铸造的铸模涂料。该铸模涂料至少包含：一种载液；至少一种粉末状耐火材料；至少一种调节剂；以及一种金属孕育剂，该孕育剂可以引发用于铸造的金属结晶。本发明专利技术还涉及一种制备铸件和包含由根据本发明专利技术的铸模涂料制成的模镀层的铸模的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含孕育剂的水基液态铸模涂料本专利技术涉及一种尤其适用于离心铸造的铸模涂料， 一种制造铸件 的方法以及一种带有模镀层的铸模。钢铁工业以及非铁金属工业的大多数制品首先经历成型铸造工 艺。从而使熔融液态材料、铁金属或非铁金属，转变成具有一定工件 性质的几何形状确定的物体。为了使铸件成型，必须首先制备至少很 复杂的铸模以容纳熔体。铸模分为在每次铸造后被破坏的一次性(verlorene)模具，以及用其在每种情况下可以制造大数量铸件的永 久模具。一次性模具大多由矿物的、耐火的粒状造型材料制成，所迷造型 材料还经常与多种其它添加物掺混，例如为了达到较好的铸造表面， 借助粘合剂使其变结实。作为耐火的粒状造型材料，大多情况下使用 经清洗、分级的石英砂。对于某些必须满足特别要求的应用而言，还 使用铬铁矿砂、锆砂和橄榄石砂。此外还利用基于耐火泥、以及菱镁 矿、硅线石或刚玉的造型材料。用来使造型材料变结实的粘合剂可以 是无机性或有机性的。较小的 一次性模具主要由通过膨润土作为粘合 剂而变结实的造型材料制成，而对于较大的模具大多使用有机聚合物 作为粘合剂。铸模的制造大多这样进行，即造型材料首先与粘合剂掺 合，从而使造型材料颗粒被涂覆上粘合剂的薄膜。然后将该造型材料 混合物引入合适的模具中并任选进行稠化，从而实现铸模足够的稳定 性。接下来使铸模固化，例如通过使其受热或者通过添加能引起固化 反应的催化剂。如果铸模已至少达到某个起始强度，则将其从模具中 取出，并送到例如炉中以完全固化，在那里，在一定温度下加热预定 的时间。永久铸模用于制造大数量铸件。因此其必须不受损害地经受住浇 铸过程和与之有关的负荷。作为永久铸模的材料，根据应用领域不同，证明合适的特别是铸铁以及未合金的和合金的钢，还有铜，铝，石墨， 烧结金属和陶瓷材料。永久铸模方法包括金属型铸造法，压铸法，离 心铸造法和连续洗铸法。铸模在浇铸过程期间承受很高的热和机械负荷。因此在液态金属 和铸模之间的接触面上会例如由于铸模断裂或者由于液态金属侵入铸 模的结构中而产生缺陷。因此多数情况下，铸模与液态金属接触的那 些面设置有保护性涂层，也将其称为铸模涂料。这种铸模涂料大多由 无机耐火材料和粘合剂组成，其溶于或悬浮于合适的溶剂如水或醇中。通过该涂层，还可以使铸模的表面改性，并与待加工的金属的性 质协调一致。因此通过铸模涂料，通过产生光滑表面，可以改善铸件 的外观，因为通过铸模涂料弥补了由于造型材料颗粒的尺寸而造成的 不规则性。此外，铸模涂料还会如下所述地在冶金学方面影响铸件， 例如通过铸模涂料选择性地在铸件表面上将添加物转入铸件中，这改 善了铸件的表面性质。铸模涂料还形成在浇铸液态金属时化学隔离铸 模的层。由此防止铸件和铸模之间所有的粘附，因此可以没有困难地 将铸件从铸模中除去。此外铸模涂料还确保铸模和铸件热隔离。对永 久铸模而言这点尤为重要。如果不满足该功能，则例如金属模具在连 续不断的浇铸过程中会受到这样的高热负荷，使得其过早被损坏。但 所述铸模涂料还可以用于有目的地控制液态金属和铸模之间的热传 递，以便例如通过冷却速率而导致特定金属结构的形成。通常使用的铸模涂料含有例如粘土，石英，硅胶，方英石，鳞石 英，铝硅酸盐，锆硅酸盐，云母，耐火泥或者焦炭或石墨作为基材。 这些基材覆盖铸模的表面，并封闭孔以防液态金属侵入铸模中。由于 较大的隔离能力，常常使用含有二氧化硅或硅胶作为基材的铸模涂料， 因为该铸模涂料可以用较小的成本花费制得，并可大量使用。例如由铸铁制造金属件的重要方法是大型(Gross )铸造方法和离 心铸造方法。对于用以制备较大铸件的大型铸造方法而言，多数使用 一次性模 具。经由待制造的铸件的尺寸在铸模上产生很高的金属静态压力。经由长的冷却时间，铸模也承受很长时间的高温负荷。在该方法中，铸 模涂料承担着突出的保护功能，从而避免金属侵入铸模的材料中(渗 透)、铸模断裂(形成龟裂)或者金属和铸模材料之间的反应(机械粘砂)。在离心铸造中，液态金属被装入一个围绕其轴旋转的管状或环状 锭模中，其中，金属在离心力作用下例如成型为盒、环和管。此时绝 对必要的是，铸件在从铸模中取出前完全变结实。因此在铸模和铸件 之间形成相当长时间的接触，在此期间铸模不应受到冷却的铸件不利 的影响。在此，铸模设计为永久铸模，即铸模即使在负荷后也不会因 浇铸过程而改变其性质和其形状。因此在离心铸造情况下，铸模涂覆 有隔离性铸模涂料，该铸模涂料以单层或多层形式涂布。目前主要采用三种方法来制造离心铸造管。第一种方法中使用粉 末铸模涂料，其包含孕育剂和石墨以及有些情况下还包含铝成分。该 铸模涂料借助于切开并用粉末铸模涂料填充的管而分布于旋转的锭模 中。为此，用粉末铸模涂料填充的管被相应经培训的人员首先引入锭 模中，然后再緩慢地从锭模中拉出，在此，管绕着其纵轴旋转，从而 使粉末铸模涂料从管中掉落出来。该方法的缺点是，粉末铸^=莫涂料不 能以自动的方法进行机械涂布，因此粉末铸模涂料的涂布不能可再现 地和绝对均匀地进行。这造成了制成的铸件的质量波动，必须通过相 应的后处理来弥补这点。另一种方法使用水基的成品铸模涂料，其中 悬浮着作为耐火材料的锆硅酸盐、铝硅酸盐和/或铝氧化物。该铸模涂 料从压力容器中用带有喷嘴或注入嘴的喷管喷入热旋转的锭模上的一 个或多个通道中。再一种方法使用水基铸模涂料，其主要由经煅烧的 硅胶、膨润土和水组成。今天主要使用的离心铸造铸模涂料基于硅胶。不过，离心时铸模 的转动和铸件的后处理常常导致一部分铸模涂料作为粉尘或气溶胶到 达环境中。这些含有硅胶、经烧制的硅胶和在烧制下由硅胶产生的产 物如方英石的粉尘在这期间被分级为导致矽肺型的还有致癌型的。因 而对操作人员造成很高的潜在危险。因此非常需要铸模涂料的替代组合物，其一方面是高隔离性的，另一方面是耐火的。GB 818， 165中描述一种用于通过离心铸造而连续制造内燃机用的 气缸村套的半自动化装置。该装置包括一个平台(Station)，其中模 具借助于喷射装置而加衬，在此过程中所述喷射装置借助于相应的装 置移入模具中并且又从中移出。例如建议硅酸盐溶液作为铸模涂料。在GB 722,459中描述一种用于离心铸造的锭模，在其内面上承载 着耐火隔离性涂层。该涂层涂布在锭模的内面上，方法是使该锭模处 于旋转中，并借助于喷射装置将水性铸模涂料引入锭模中。该铸模涂 料包含耐火材料、作为粘合剂的粘土以及使水的表面张力降低的润湿 剂。由此改善铸模涂料的均匀性，并且作为结果，粘合剂更好地分布 在耐火材料的颗粒上，从而使涂层获得更好的强度。涂层表面基本上 是光滑的，有很多小凹痕，它们沿径向向外地延伸到涂层中。如果将 液态金属引入旋转的锭模中，则液体金属渗入涂层的凹痕中，并在那 里很快凝固。因而熔融的金属快速固定在涂层的表面上，并接受了锭 模的转动，使得离心力的作用比较快地影响到金属，因而使其沿着锭 模壁均匀地分布。首先加热锭模，使得当铸模涂料喷射到锭模的表面 上时，铸模涂料中含有的水很快蒸发。当拉出铸件时，锭模的涂层与 铸件一起推出，此时涂层牢固粘附在铸件的外侧。优选使用膨润土作 为粘合剂。作为耐火材料，在铸模涂料中加入优选粉末状的二氧化硅。 作为润湿剂，例如可以使用月本文档来自技高网...

【技术保护点】
尤其用于离心铸造的铸模涂料，至少包含：　－一种载液；　－至少一种粉末状耐火材料；　－至少一种调节剂；以及　－一种金属孕育剂，该孕育剂可以引发用于铸造的金属结晶。

【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：R斯托茨尔，E威瑟尔，
申请(专利权)人：阿什兰德南方化学中坚有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]