專利名稱：一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料及其制備方法
一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，涉及一種高鉻鑄鐵用消失模鑄造涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
200910016039.1號(hào)申請(qǐng)為一種消失模鑄鐵用涂料。該涂料包括按重量計(jì)的下述組分，鋁礬土 70份，石英粉30份，膨潤(rùn)土 2-5份，白乳膠O. 5-2份，羧甲基纖維素鈉O. 5-1. O 份，水溶性酚醛樹脂2-3份，凹凸棒土 O. 5-2份，鋰輝石粉2-5份，表面活性劑O. 01-0. 03 份，消泡劑O. 01-0. 02份。該涂料涂層薄而均勻，透氣性好，鑄件表面光潔平整易于剝離，消除黑色缺陷，并且鑄件表面平整，表面質(zhì)量高。
201210319941. 2號(hào)申請(qǐng)涉及一種鑄鐵消失模涂料及其制備方法，涂料包括以下組分高鋁礬土熟料45-55重量份、石英砂20-30重量份、鈉基膨潤(rùn)土 1_3重量份、CMC0. 5-1. 5 重量份、聚乙烯醇O. 5-1. 5重量份、O. 1-0. 3重量份的T-80、正辛醇O. 2-0. 5重量份，氧化鐵紅粉O. 5-1. 5重量份。采用本發(fā)明提供的鑄鐵消失模涂料，透氣性能優(yōu)異。消除了鑄件的黑色缺陷，有效降低成本，鑄件表面質(zhì)量好。72小時(shí)懸浮率大于98%。粘度值29-32s，觸變性30-34，涂刷指數(shù)4. 9-5. 1，滴淌量O. 5-0. 7g，滴淌時(shí)間14_17s，低溫強(qiáng)度大于800g (2層1. 0mm)，高溫強(qiáng)度大于650g (1200度焙燒)。
上述涂料存在的問題是，懸浮性及高溫強(qiáng)度還不足，并且組成含有有害成分，正辛醇對(duì)眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道有刺激作用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就 是針對(duì)上述技術(shù)缺陷，提供一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料，不僅具有良好的懸浮性和高溫強(qiáng)度，并且原料無環(huán)境污染。
本發(fā)明的另一目的是提供一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明鑄造涂料用于聞絡(luò)鑄鐵。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料，其特征在于，該涂料中各成分的重量百分比為納米級(jí) FeCr2O4復(fù)合粉體15_20%，爐渣粉體3_5%，硬脂酸(1801) O. 10-0. 15%，鋰基膨潤(rùn)土 3_6%，硅溶膠2-3%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液5-8%，其余為鉻剛玉粉；其中爐渣中各成分的重量百分比為Al2O3 74-77%，MgO 1_2%，Cr2O3 19_21%，其余為 SiO2 ；其中FeCr2O4復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，鋰基膨潤(rùn)土和爐渣粉體的粒徑為 80-100 μ m，鉻剛玉粉的粒徑為l-5mm ;鉻剛玉中各成份的重量百分比為Al2O3 98-98. 5%， Cr2O3 為 O. 2-0. 25%，其余 NaO2。
上述高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法，該方法包括以下步驟1)納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體的準(zhǔn)備配制ZrOCljK溶液，以氨水作為沉淀劑；在超聲頻率為50kHz、功率為400W連續(xù)攪拌的 條件下，將ZrOCljK溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀劑中，控制溶液的pH值為9 ;滴加完 畢后，繼續(xù)攪拌3h，然后靜置老化6h，得到Zr (OH)4水溶膠A待用；將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置 入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到膠體B待用；將溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :0. 8-1.1混合；FeCr204粉體的粒徑 為60-80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h，然后于100°C下常 壓干燥5h，即得到納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備各成份的重量百分比為鄰苯二酸 二辛酯4-6%、正丁醇1-2%、聚乙烯醇5-7%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙 酸酯25-30%，丙酸乙烯酯20-22%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入 水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加 熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯，形成溶液乙待用； 將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸鉀，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留I小時(shí)， 得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體 15-20%,爐渣粉體3-5%，硬脂酸O. 10-0. 15%，鋰基膨潤(rùn)土 3_6%，硅溶膠2_3%，3-甲基-2- 丁 烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液5-8%，剛玉粉其余，采用攪拌器將物料在室溫下混勻即形成涂料。
步驟I)中所述ZrOCl2水溶液的質(zhì)量百分比濃渡為O. 2mol/L。
步驟I)制備Zr (OH)4水溶膠A所用氨水質(zhì)量百分比濃度為2. 5%。
步驟I)所述氫氧化鉀水溶液的濃度為10mol/L。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果本發(fā)明的高鉻鑄鐵用鑄造涂料中納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體，具有大量的微觀界面，具有 良好的隔熱性；而且具有較高的本體強(qiáng)度，顯著提高了涂料的高低溫強(qiáng)度。納米級(jí)FeCr2O4 復(fù)合粉體在硬脂酸的作用下，具有很好的懸浮性。
涂料中的硅溶膠和3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液結(jié)合，通過加強(qiáng)納米 涂層中粘合劑材料的交聯(lián)強(qiáng)度，大大提高了涂層的高溫和低溫強(qiáng)度。此外，硅溶膠和3-甲 基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液與納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體具有很好的親和力，也可以顯 著提高了涂層的高溫和低溫強(qiáng)度。
FeCr2O4復(fù)合粉體具有較高的耐熱性及相對(duì)高鉻鑄鐵液體的較高的耐蝕性；爐渣 粉體具有微觀多孔，既可提高材料的隔熱能力，而且降低成本。
本發(fā)明涂料其具有良好的力學(xué)性能和良好的懸浮性，并且具有良好的穩(wěn)定性和實(shí) 用性，可廣泛應(yīng)用于含鉻在11-18%范圍的高鉻鑄鐵的消失模鑄造使用。
本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1得到的高鉻鑄鐵用鑄造涂料組織。
該涂料涂在消失模表面后，組織均勻密實(shí)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中所用硅溶膠型號(hào)采用JN-30硅溶膠；所用聚乙烯醇型號(hào)為2488 ;所用硬 脂酸型號(hào)為1801。
實(shí)施例一本發(fā)明高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法具體步驟如下1)納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體的準(zhǔn)備將ZrOCl2. 8H20和水制成濃度為O. 2mol/LZr0Cl2的水溶液；將質(zhì)量百分比濃度25%氨 水稀釋10倍作為沉淀劑；在超聲頻率為50kHz、功率為400W連續(xù)攪拌的條件下，將ZrOCl2 水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀劑中，控制溶液的pH值為9 ;滴加完畢后，繼續(xù)攪拌 3h,然后靜置老化6h，得到Zr (OH) 4水溶膠A待用；將20g氫氧化鋁Al (OH)3溶解于200mL的10mol/L氫氧化鉀水溶液中；然后置入容器 中加熱至120°C，保溫26小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈5次；然后將洗滌 后的沉淀物用高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到膠體B待用；將溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為0.6 1 0. 8混合；FeCr204粉體的粒徑為 60-80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h，然后于100°C下常壓干 燥5h,即得到納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備各成份的重量百分比為鄰苯二酸 二辛酯5%、正丁醇1%、聚乙烯醇6%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%, 3-甲基_2_ 丁烯-1-醇乙酸酯 25-30%，丙酸乙烯酯20-22%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入 水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加 熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯，形成溶液乙待用； 將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸鉀，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留I小時(shí)， 得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體15%， 爐渣粉體3%，硬脂酸O. 10%,鋰基膨潤(rùn)土 3%，硅溶膠2%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合 溶液5%，剛玉粉其余，采用攪拌器將物料在室溫下混勻即形成涂料。
實(shí)施例二 其中步驟I)中溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :1.1配制混合。
步驟3)中高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr204復(fù) 合粉體20%，爐渣粉體5%，硬脂酸(1801) O. 15%，鋰基膨潤(rùn)土 6%，硅溶膠3%，3-甲基-2- 丁 烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液8%，剛玉粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例三其中步驟I)中溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :1. O配制混合。
步驟3)中高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr204復(fù)合粉體16%，爐渣粉體4%，硬脂酸(1801) O. 13%，鋰基膨潤(rùn)土 4%，硅溶膠2. 5%，3_甲基-2- 丁 烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液6%，剛玉粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例四(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi))其中步驟I)中溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :0. 6配制混合。
步驟3)中高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr204復(fù) 合粉體12%，爐渣粉體2%，硬脂酸(1801) O. 05%,鋰基膨潤(rùn)土 2%，硅溶膠1%，3-甲基-2- 丁 烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液4%，剛玉粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
實(shí)施例五(成份配比不在本發(fā)明設(shè)計(jì)范圍內(nèi))其中步驟I)中溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :0. 8-1. 5配制混合。
步驟3)中高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr204復(fù) 合粉體21%，爐渣粉體6%，硬脂酸(1801) O. 19%，鋰基膨潤(rùn)土 7%，硅溶膠4%，3-甲基-2- 丁 烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液9%，剛玉粉其余。
其余制備過程同實(shí)施例一。
測(cè)試下表對(duì)應(yīng)本發(fā)明涂料及對(duì)比涂料I的性能測(cè)定，涂料的懸浮率直接測(cè)試。 高、低溫強(qiáng)度測(cè)定需涂刷在消失模表面進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料，其特征在于，該涂料中各成分的重量百分比為納米級(jí) FeCr2O4復(fù)合粉體15_20%，爐渣粉體3_5%，硬脂酸O. 10-0. 15%，鋰基膨潤(rùn)土 3_6%，硅溶膠 2-3%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液5-8%，其余為鉻剛玉粉；其中爐渣中各成分的重量百分比為Al2O3 74-77%，MgO 1_2%，Cr2O3 19_21%，其余為 SiO2 ；其中FeCr2O4復(fù)合粉體的粒徑為80_100nm，鋰基膨潤(rùn)土和爐渣粉體的粒徑為 80-100 μ m，鉻剛玉粉的粒徑為l-5mm ;鉻剛玉中各成份的重量百分比為Al2O3 98-98. 5%， Cr2O3 為 O. 2-0. 25%，其余 NaO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鉻鑄鐵用鑄造涂料，其特征在于，所述3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液通過以下方法配制而成其中各成份的重量百分比為鄰苯二酸二辛酯 4-6%、正丁醇1-2%、聚乙烯醇5-7%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%, 3-甲基_2_ 丁烯-1-醇乙酸酯 25-30%，丙酸乙烯酯20-22%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯，形成溶液乙待用； 將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸鉀，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留I小時(shí)， 得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高鉻鑄鐵用鑄造涂料，其特征在于，所述納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體通過以下方法制得配制ZrOCl2水溶液，以氨水作為沉淀劑；在超聲頻率為50kHz、功率為400W連續(xù)攪拌的條件下，將ZrOCl2水溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀劑中，控制溶液的PH值為9;滴加完畢后，繼續(xù)攪拌3h，然后靜置老化6h，得到Zr (OH)4水溶膠A待用；將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到膠體B待用；將溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :0. 8-1.1混合；FeCr204粉體的粒徑為60-80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h，然后于100°C下常壓干燥5h，即得到納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體。
4.一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法，該方法包括以下步驟1)納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體的準(zhǔn)備配制ZrOCljK溶液，以氨水作為沉淀劑；在超聲頻率為50kHz、功率為400W連續(xù)攪拌的條件下，將ZrOCljK溶液以2mL/min的速度滴加到沉淀劑中，控制溶液的pH值為9 ;滴加完畢后，繼續(xù)攪拌3h，然后靜置老化6h，得到Zr (OH)4水溶膠A待用；將氫氧化招Al (OH)3溶解于氫氧化鉀水溶液中，二者質(zhì)量g :體積mL比為1:10 ;然后置入容器中加熱至120°C，保溫25-28小時(shí)，用濾紙過濾出沉淀物，并以去離子水洗凈4-6次； 然后將沉淀物以高溫爐加熱至400°C保溫Ih得到膠體B待用；將溶體A、膠體B和FeCr2O4粉體按質(zhì)量比為O. 6 :1 :0. 8-1.1混合；FeCr204粉體的粒徑為60-80nm ;在超聲頻率50kHz功率、400W下于50_55°C超聲攪拌O. 5h，然后于100°C下常壓干燥5h，即得到納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體；2)3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液的準(zhǔn)備各成份的重量百分比為鄰苯二酸二辛酯4-6%、正丁醇1-2%、聚乙烯醇5-7%、過硫酸鉀O. 15-0. 19%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯25-30%，丙酸乙烯酯20-22%，余量為水；先將鄰苯二甲酸二辛酯與正丁醇混合，攪拌使其溶解，形成溶液甲待用；在容器中加入水，加熱至80°C，在攪拌下加入聚乙烯醇，升溫至95°C，保溫至全部溶解；待溶解后，停止加熱使溫度降至68 70°C，在攪拌下加入3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯，形成溶液乙待用； 將溶液甲和溶液乙混合，加入過硫酸鉀，攪拌混合均勻，升溫到65 70°C之間，停留I小時(shí)， 得到3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液，待用；3)高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備各成份重量百分比為納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體 15-20%,爐渣粉體3-5%，硬脂酸O. 10-0. 15%，鋰基膨潤(rùn)土 3_6%，硅溶膠2_3%，3-甲基-2- 丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液5-8%，剛玉粉其余，采用攪拌器將物料在室溫下混勻即形成涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法，其特征是步驟I)中所述 ZrOCl2水溶液的質(zhì)量百分比濃渡為O. 2mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法，其特征是步驟I)制備 Zr (OH) 4水溶膠A所用氨水質(zhì)量百分比濃度為2. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述高鉻鑄鐵用鑄造涂料的制備方法，其特征是步驟I)所述氫氧化鉀水溶液的濃度為lOmol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高鉻鑄鐵用鑄造涂料及其制備方法，該涂料中各成分的重量百分比為納米級(jí)FeCr2O4復(fù)合粉體15-20%，爐渣粉體3-5%，硬脂酸0.10-0.15%，鋰基膨潤(rùn)土3-6%，硅溶膠2-3%，3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯復(fù)合溶液5-8%，其余為鉻剛玉粉；其中爐渣中各成分的重量百分比為Al2O374-77%，MgO1-2%，Cr2O319-21%，其余為SiO2；其中FeCr2O4復(fù)合粉體的粒徑為80-100nm，鋰基膨潤(rùn)土和爐渣粉體的粒徑為80-100μm，鉻剛玉粉的粒徑為1-5mm。該涂料具有良好的懸浮性和高溫強(qiáng)度，并且原料無環(huán)境污染。
文檔編號(hào)B22C3/00GK103056289SQ20131002942
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者楊加祥, 陸萬玉, 夏治寨 申請(qǐng)人:馬鞍山市華達(dá)冶金機(jī)械有限公司