CN103008534A

CN103008534A - 金属型铸造生产普通中碳钢铸件用新型绝热复层涂料

Info

Publication number: CN103008534A
Application number: CN2012105828014A
Authority: CN
Inventors: 刘志明; 吕光哲; 赵岩; 刘德慧; 周欣; 刘研
Original assignee: Liaoning Institute of Science and Technology
Current assignee: Liaoning Institute of Science and Technology
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的新型绝热复层涂料及其使用方法。其特点是创新地采用了在金属型的型腔表面涂覆复层涂料的技术，涂料层由底层涂料和表层涂料组成，底层采用具有良好绝热性能的涂料，表面层采用耐火度高、抗化学粘砂性好的涂料。优点是：可同时满足金属型铸造普通中碳钢铸件时对涂料绝热效果良好和抗化学粘砂能力优良的要求，既避免了钢液在金属型中因冷却速度较快，产生浇不足、冷隔、开裂等缺陷，又防止了铸钢件经常发生的表面化学及物理粘砂，导致的铸件清理和机械加工困难的问题。金属型的使用寿命也得到了提高。

Description

金属型铸造生产普通中碳钢铸件用新型绝热复层涂料

技术领域

本发明涉及一种铸造用涂料及其使用方法，特别涉及一种金属型铸造用涂料及其使用方法，具体来说是涉及一种在用来通过金属型铸造生产普通中碳钢铸件的金属型上涂覆的涂料。

背景技术

金属型铸造的特点是生产铸件的质量稳定、尺寸精度较高（一般为CT7-9级）、铸造斜度及加工余量较小、可以比砂型铸造节约15%~30%的液态金属消耗。研究开发新型金属型铸造涂料，提高金属型的使用寿命，符合我国对铸造生产低碳环保、经济生产的要求。

目前，我国金属型铸造生产铸钢件，一般采用性能单一的单层涂料，如普遍采用的绝热效果较好的耐火粉料，由于绝热粉料的多孔性，涂料表面强度比较低，经常在浇注时发生涂料脱落，使铸件产生夹砂，发生粘型而破坏金属型表面。而隔热效果良好的材料一般耐火度不够，即使用于生产小型铸钢件，也易产生化学粘砂，影响铸件表面质量。如果采用不易产生化学粘砂的涂料，涂料的绝热效果不好，液态金属在金属型中冷却凝固速度较快，铸件易产生浇不足、冷隔、开裂等缺陷，因此，一般单层涂料无法同时满足绝热效果良好和抗化学粘砂能力优良的要求。我国从20世纪70年代开始金属型应用于铸造铸钢件的研究，但是关于该类铸造涂料方面的研究较少，未见有专利公开。关于铸钢件用铸造涂料的专利多为砂型铸造和消失模铸造，并不适用于金属型铸造普通中碳钢铸件。国外一般采用水冷金属型铸造铸钢件，但是由于金属型受到强烈的激冷激热作用，使其使用寿命普遍较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够满足金属型铸造普通中碳钢铸件要求的绝热性及高温稳定性良好的复层涂料。

为达到上述目的，本发明的绝热复层涂料，由底层涂料和表层涂料两部分组成，底层涂料所含组成材料及质量百分数为：

吉林硅藻土 17%～23%

锂基膨润土 5%～7%

硅溶胶 3%～5%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC） 1%～2%

水余量；

表层涂料所含组成材料及质量百分数为：

锆英粉 15%～18%

锂基膨润土 4%～6%

硅溶胶 4%～5%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC） 1%～2%

甲醇或乙醇余量。

涂料于使用前12小时分别配制，按照配方把固态组成材料倒入装有液态组成材料的容器内，搅拌30分钟以上，然后加入硅溶胶和脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）再搅拌10分钟，密封存放待用。

所述吉林硅藻土需要进行焙烧处理，焙烧工艺为：首先，由室温加热至200℃，加热时间为2小时，保温1小时；然后，由200℃加热至400℃，加热时间为1小时，保温1小时；最后，由400℃加热至800℃，加热时间为2小时，保温1小时。

所述吉林硅藻土在焙烧处理后需要气流粉碎，粉碎后的粒度分布在5μm～15μm。

所述锆英粉的等级为1级。

所述的底层涂料和表层涂料性能应符合表1的要求。

表1 涂料的各项性能

本发明的绝热复层涂料的使用方法是：涂料在使用前要充分搅拌，采用手工或者压缩空气式涂料喷枪进行涂覆。首先涂覆底层涂料，涂覆时金属型温度控制在180℃～200℃，涂层厚度控制在1.0mm～2.0mm；然后涂覆表层涂料，采用点燃方式干燥固化；涂覆涂料后的金属型在120℃～140℃保温1～1.5小时后再使用。底层涂料每次涂覆可以浇注3～5次，但每次浇注前必须进行检查，如发现局部脱落应及时补涂。

本发明具有如下优点：本发明根据铸钢熔点高及浇注温度高的特点，创新地采用了复层涂料技术，表面层采用耐火度高、抗化学粘砂性好的涂料，底层采用具有良好的绝热性能的涂料，使涂料具有较好的综合性能，由于发明的复层涂料的表面强度高，在浇注时不易发生脱落，铸件不产生夹砂等问题，同时也避免了金属型的型腔表面直接和液态金属发生融合而导致的金属型破坏。既解决了液态金属在金属型中冷却凝固速度较快，易产生浇不足、冷隔、开裂等缺陷的问题，又解决了铸钢件表面经常发生的表面化学及物理粘砂，导致铸件清理和无法直接机械加工的问题。可以提高金属型的使用寿命。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步的详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

一种可用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的绝热复层涂料，该涂料的底层涂料以质量百分数计由下列组分组成：吉林硅藻土1800g，锂基膨润土700g，硅溶胶500g，脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）100g，水6900g。表层涂料以质量百分数计由下列组分组成：锆英粉1700g，锂基膨润土600g，硅溶胶400g，脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）100g，乙醇7200g。

涂料于使用前12小时分别配制，按照配方把固态原料倒入装有液态原料的容器内，采用搅拌器机械搅拌30分钟，然后加入硅溶胶和脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）再搅拌10分钟，密封存放。

涂料在使用前经充分搅拌，采用压缩空气式涂料喷枪进行喷涂，首先喷涂底层涂料，喷涂时金属型温度控制在180℃，涂层厚度为1.5mm；然后喷涂表层涂料，采用点燃方式干燥固化；喷涂涂料后的金属型在120℃保温1.5小时后进行浇注。

浇注用金属型为低合金耐热钢加工制造，垂直分型面，浇注质量为3.8kg的普通中碳钢铸件，实际浇注表明：底层涂料基本不发生开裂及脱落，铸件未产生低碳马氏体以及浇不足、冷隔等缺陷，铸件内部无夹砂，表面无化学粘砂，表面质量达到CT7。废品率可控制在5%以下。

Claims

1.一种用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的绝热复层涂料，其特征在于涂料层由底层涂料和表层涂料两部分组成，底层涂料所含组成材料及质量百分数为：

吉林硅藻土 17%～23%

锂基膨润土 5%～7%

硅溶胶 3%～5%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC） 1%～2%

水余量；

表层涂料所含组成材料及质量百分数为：

锆英粉 15%～18%

锂基膨润土 4%～6%

硅溶胶 4%～5%

脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC） 1%～2%

甲醇或乙醇余量。

2.一种用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的绝热复层涂料，其特征在于可用于金属型铸造普通中碳钢铸件。

3.一种用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的绝热复层涂料，其特征在于涂料于使用前12小时分别配制，按照配方把固态组成材料倒入装有液态组成材料的容器内，搅拌30分钟以上，然后加入硅溶胶和脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）再搅拌10分钟，密封存放待用。

4.一种用于金属型铸造生产普通中碳钢铸件的绝热复层涂料，其特征在于涂料在使用前要充分搅拌，采用手工或者压缩空气式涂料喷枪进行涂覆；首先涂覆底层涂料，涂覆时金属型温度控制在180℃～200℃，涂层厚度控制在1.0mm～2.0mm；然后涂覆表层涂料，涂层厚度控制在0.5mm～1.0mm；采用点燃方式干燥固化；涂覆涂料后的金属型在120℃～140℃保温1～1.5小时后再使用。

5.按照权利要求1所述的绝热复层涂料的底层涂料，其特征在于所述吉林硅藻土需要进行焙烧处理，焙烧工艺为：首先，由室温加热至200℃，加热时间为2小时，保温1小时；然后，由200℃加热至400℃，加热时间为1小时，保温1小时；最后，由400℃加热至800℃，加热时间为2小时，保温1小时。

6.按照权利要求1所述的绝热复层涂料的底层涂料，其特征在于所述吉林硅藻土在焙烧处理后需要气流粉碎，粉碎后的粒度分布在5μm～15μm。

7.按照权利要求1所述的绝热复层涂料的表层涂料，其特征在于所述锆英粉的等级为1级。

8.按照权利要求1所述的绝热复层涂料的底层涂料，其特征在于每次涂覆可以浇注3～5次，但每次浇注前必须进行检查，如发现局部脱落应及时补涂。

9.按照权利要求1所述的绝热复层涂料，其特征在于所述的底层涂料和表层涂料性能应符合表1的要求：

表1 涂料的各项性能