CN108555232A - 一种用于发动机缸套的离心铸造涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，各原料的重量百分比为：矿物质粘土30‑50％、滑石粉15‑20％、土状石墨粉2‑5％、纤维素1‑3％、纤维素磺酸钠5‑10％、磷酸氢二钠0.2‑0.6％、余量为水；采用该涂料制作的铸件表面光洁、平整；铸件的设计加工余量也大大减少；金属模具内孔也没有残留的涂料粘附；此外，由于本发明涂料要求使用的模具温度低，且铸件在出模型时能将涂料整体全部带出，和现有涂料工艺相比，使用本发明涂料大大提高了金属模具的寿命。

Description

一种用于发动机缸套的离心铸造涂料
技术领域
本发明属于发动机用铸入式气缸套生产技术领域，具体涉及一种用于发动机缸套的离心铸造涂料。
背景技术
目前，由于石油资源紧缺和环境污染，提高汽车发动机燃油效率、减少尾气排放已显得日益重要。汽车发动机的两大组件为活塞和缸套，其中，缸套要求其材料具有耐高温、耐磨、耐压以及质轻等性能。发动机性能的改善，势必对缸套在选材及加工方面提出更高的要求。
使用金属型离心铸造工艺生产气缸套时，要求涂料起到保护模具、改善铸件毛坯外表面质量、控制高温溶液向模具的导热速率。这就要求离心铸造涂料具有较高的抗冲刷能力、高耐火强度、低的发气量和较好的脱模效果，即要求铸件脱离铸型后，金属模具上没有残余的涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，采用该涂料制作的铸件表面光洁、平整，使用本发明涂料大大提高了金属模具的寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，各原料的重量百分比为：各原料的重量百分比为：矿物质粘土30-50％、滑石粉15-20％、土状石墨粉2-5％、纤维素1-3％、纤维素磺酸钠5-10％、磷酸氢二钠0.2-0.6％、余量为水。
进一步，所述的矿物质粘土为为埃洛石、海泡石、高岭土、膨润土中的一种或两种。
进一步，该离心铸造涂料的制备方法为：
S1、将矿物质粘土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为15-20％的粘土溶液，边搅拌边加入40-50％的浓硫酸溶液，待粘土溶液的pH为2.1-2.7时，停止浓硫酸的加入，搅拌10-25min，水洗至中性，烘干，放入马弗炉中，在600-800℃下煅烧5-8h，粉碎过筛即得活化的矿物质粘土；
S2、将滑石粉和活化的矿物质粘土加入到螺杆挤出机中进行熔融，熔融状的滑石粉即进入矿物质粘土的层格间，即得到了插层的矿物质粘土；
S3、将纤维素磺酸钠和无水乙醇加入到搅拌机中，在40-50℃搅拌2-3h，搅拌后静置30min，得到了螯合物；
S4、将插层的矿物质粘土、螯合物、土状石墨粉、纤维素和水加入到搅拌机中，混合均匀后，加入磷酸氢二钠，继续搅拌20-30min，即得到了涂料乳液；
S5、将涂料乳液密封，进行陈化15-20h即得到了离心铸造涂料。
进一步，步骤S2所述的熔融温度为90-110℃。
进一步，步骤S5所述的陈化温度为15-20℃，湿度为55-65％。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，采用该涂料制作的铸件表面光洁、平整；铸件的设计加工余量也大大减少；金属模具内孔也没有残留的涂料粘附；此外，由于本发明涂料要求使用的模具温度低，且铸件在出模型时能将涂料整体全部带出，和现有涂料工艺相比，使用本发明涂料大大提高了金属模具的寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，各原料的重量为：埃洛石40g、滑石粉15g、土状石墨粉3g、纤维素2g、纤维素磺酸钠10g、磷酸氢二钠0.2g、余量为水；
该离心铸造涂料的制备方法为：
S1、将矿物质粘土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为18％的粘土溶液，边搅拌边加入45％的浓硫酸溶液,检测粘土溶液的pH为2.5，停止浓硫酸的加入，搅拌15min，水洗至中性，烘干，放入马弗炉中，在700℃下煅烧6h，粉碎过筛即得活化的矿物质粘土；
S2、将滑石粉和活化的矿物质粘土加入到螺杆挤出机中，在95℃下进行熔融，熔融状的孕滑石粉即进入矿物质粘土的层格间，即得到了插层的矿物质粘土；
S3、将孕育剂、纤维素磺酸钠和无水乙醇加入到搅拌机中，在45℃搅拌2.5h，搅拌后静置30min，孕育剂与纤维素磺酸钠进行鳌和反应得到了螯合物；孕育剂与纤维素磺酸钠的螯合反应扩大了孕育剂的比表面积；
S4、将插插层的矿物质粘土、螯合物、土状石墨粉、纤维素和水加入到搅拌机中，混合均匀后，加入磷酸氢二钠，继续搅拌20min，即得到了涂料乳液；
S5、将涂料乳液密封，在温度为16℃，湿度为60％的环境下进行陈化16h即得到了离心铸造涂料。
涂料应用
使用现有技术的涂料，金属模具的预热温度要达到400℃以上，才能保证铸件的金相A型石墨达到70％以上，且金属浇注模具寿命只能达到300-500件。而使用本实施例的涂料后，金属模具只需要预热到220℃左右，铸件的金相A型石墨就能达到90％以上，且金属浇注模具寿命能达到1000件以上；无需在高温熔融的铁水中加入孕育剂，涂料中的孕育剂可客诉与铁水反应形成，此外，由于涂料中添加有表面活性剂，使得铸件表面粗糙，所以铸件的单边加工余量达到3-5mm；而使用本发明涂料后，铸件的单边加工余量可以减少到1.5-2.5mm。
实施例2
一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，各原料的重量百分比为：海泡石50g、滑石粉20g、土状石墨粉2g、纤维素1g、纤维素磺酸钠5g、磷酸氢二钠0.2g、余量为水；
该离心铸造涂料的制备方法为：
S1、将矿物质粘土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为20％的粘土溶液，边搅拌边加入50％的浓硫酸溶液，检测粘土溶液的pH为2.6，停止浓硫酸的加入，搅拌25min，水洗至中性，烘干，放入马弗炉中，在600℃下煅烧8h，粉碎过筛即得活化的矿物质粘土；
S2、将滑石粉和活化的矿物质粘土加入到螺杆挤出机中，在110℃下进行熔融，熔融状的孕滑石粉即进入矿物质粘土的层格间，即得到了插层的矿物质粘土；
S3、将孕育剂、纤维素磺酸钠和无水乙醇加入到搅拌机中，在50℃搅拌3h，搅拌后静置30min，孕育剂与纤维素磺酸钠进行鳌和反应得到了螯合物；孕育剂与纤维素磺酸钠的螯合反应扩大了孕育剂的比表面积；
S4、将插插层的矿物质粘土、螯合物、土状石墨粉、纤维素和水加入到搅拌机中，混合均匀后，加入磷酸氢二钠，继续搅拌20min，即得到了涂料乳液；
S5、将涂料乳液密封，在温度为15℃，湿度为65％的环境下进行陈化15h即得到了离心铸造涂料。
实施例3
一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，各原料的重量百分比为：矿物质粘土30g、滑石粉10g、土状石墨粉5g、纤维素3g、纤维素磺酸钠10g、硅钡孕育剂1.5g、磷酸氢二钠0.5g、水40g；
该离心铸造涂料的制备方法为：
S1、将矿物质粘土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为18％的粘土溶液，边搅拌边加入46％的浓硫酸溶液，检测粘土溶液的pH为2.2，停止浓硫酸的加入，搅拌20min,水洗至中性，烘干，放入马弗炉中，在800℃下煅烧5h，粉碎过筛即得活化的矿物质粘土；
S2、将滑石粉和活化的矿物质粘土加入到螺杆挤出机中，在100℃下进行熔融，熔融状的孕滑石粉即进入矿物质粘土的层格间，即得到了插层的矿物质粘土；
S3、将孕育剂、纤维素磺酸钠和无水乙醇加入到搅拌机中，在40℃搅拌2h，搅拌后静置30min，孕育剂与纤维素磺酸钠进行鳌和反应得到了螯合物；孕育剂与纤维素磺酸钠的螯合反应扩大了孕育剂的比表面积；
S4、将插插层的矿物质粘土、螯合物、土状石墨粉、纤维素和水加入到搅拌机中，混合均匀后，加入磷酸氢二钠，继续搅拌25min，即得到了涂料乳液；
S5、将涂料乳液密封，在温度为20℃，湿度为55％的环境下进行陈化16h即得到了离心铸造涂料。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，其特征在于：各原料的重量百分比为：矿物质粘土30-50％、滑石粉15-20％、土状石墨粉2-5％、纤维素1-3％、纤维素磺酸钠5-10％、磷酸氢二钠0.2-0.6％、余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，其特征在于：所述的矿物质粘土为为埃洛石、海泡石、高岭土、膨润土中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，其特征在于：该离心铸造涂料的制备方法为：
S1、将矿物质粘土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为15-20％的粘土溶液，边搅拌边加入40-50％的浓硫酸溶液，待粘土溶液的pH为2.1-2.7时，停止浓硫酸的加入，搅拌10-25min，水洗至中性，烘干，放入马弗炉中，在600-800℃下煅烧5-8h，粉碎过筛即得活化的矿物质粘土；
S2、将滑石粉和活化的矿物质粘土加入到螺杆挤出机中进行熔融，熔融状的滑石粉即进入矿物质粘土的层格间，即得到了插层的矿物质粘土；
S3、将纤维素磺酸钠和无水乙醇加入到搅拌机中，在40-50℃搅拌2-3h，搅拌后静置30min，得到了螯合物；
S4、将插层的矿物质粘土、螯合物、土状石墨粉、纤维素和水加入到搅拌机中，混合均匀后，加入磷酸氢二钠，继续搅拌20-30min，即得到了涂料乳液；
S5、将涂料乳液密封，进行陈化15-20h即得到了离心铸造涂料。
4.根据权利要求3所述的一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，其特征在于：步骤S2所述的熔融温度为90-110℃。
5.根据权利要求3所述的一种用于发动机缸套的离心铸造涂料，其特征在于：步骤S5所述的陈化温度为15-20℃，湿度为55-65％。
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