專利名稱：金屬型系列涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造造型工藝中鑄型表面涂層成分選擇，提供了用于金屬型的半永久性系列涂料。
金屬型屬于鑄造領(lǐng)域中的特種鑄造工藝，廣泛用于鑄鋁件生產(chǎn)。該工藝要求在金屬型型壁 與鑄件表面之間有涂料相隔，以起到保護(hù)金屬型、調(diào)節(jié)鑄件凝固速度，便于鑄件脫型等作用。商品化的系列涂料，例如Foseco公司研制出的Dycote系列涂料，早已在英、美、法等國廣泛用于鑄鋁件的金屬型鑄造和低壓鑄造生產(chǎn)中，但其配方未見公開報(bào)道。在我國，由于沒有性能優(yōu)良的系列商品涂料，各廠家都是自配自用，目前用于生產(chǎn)的涂料概括起來主要有三類1、石棉粉保溫涂料，一般采用于刷涂工藝，雖有較好的保溫效果，但其熱涂刷性不好，附著性不強(qiáng)，工作壽命短，石棉粉需預(yù)處理，旦對人體有危害;2、氧化鋅涂料，一般采用于噴涂工藝，由于其配方中氧化鋅與水玻璃作用，造成涂料懸浮性差，易變質(zhì)失效，存放期短，工作壽命不長，其潤滑性也差，對于外型復(fù)雜或嵌有深陷鐵芯的金屬型，開型抽芯困難;3、石墨粉水涂料，多采用于浸漬工藝，該涂料粘附性不好，強(qiáng)度很低，耐用性差。對于要求不高的鑄鋁件，采用上述涂料尚可滿足要求，而對于要求較高的特殊件則顯然不足，克服上述涂料的缺點(diǎn)，已成為工廠進(jìn)一步提高金屬型鑄件質(zhì)量和產(chǎn)量，以及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的主要技術(shù)關(guān)鍵。
本發(fā)明的目的即是克服現(xiàn)有金屬型涂料的缺點(diǎn)，配制出既具有良好的懸浮性、涂敷性以及耐用性等工藝性能的金屬型涂料，又要求該涂料在保護(hù)金屬型，調(diào)節(jié)鑄件凝固速度和便于開型抽芯等方面優(yōu)于現(xiàn)有涂料，具有良好的使用性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用特殊的非金屬材料和配方，配制出基本的四種涂料底層涂料、型腔絕熱涂料、冒口保溫涂料以及面層導(dǎo)熱涂料。
底層涂料配方按重量百分比為綠泥石50～70%、鋁礬土15～20%、粘土10～15%、水玻璃(nNa2OmSiO2)5～15%，上述原料加水磨輾成漿狀。綠泥石粒度50～28μm，鋁礬土粒度50～28μm，水玻璃模數(shù)2.5～3.0，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
型腔絕熱涂料配方按重量百分比為云母粉45～65%、硅藻±15～25%、累托石5～10%、堿性硅溶膠10～20%。Na3PO4飽和水溶液5～10%，上述原料加水磨輾成漿狀。云母粉粒度50～20μm，硅藻土粒度50～28μm，堿性硅溶膠PH值9～11，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
冒口保溫涂料配方按重量百分比為云母粉45～65%、硅藻土15～25%、累托石5～10%、酸性硅溶膠10～25%，水玻璃5～10%，上述原料加水?dāng)嚢杌蜉殙撼筛酄?。云母粉粒?00～63μm，硅藻土粒度80～50μm，酸性硅溶膠PH值2～4、水玻璃模數(shù)2.5～3.0，原料采用攪拌機(jī)或輾壓機(jī)進(jìn)行配制，水的加入量使涂料呈膏狀。
面層導(dǎo)熱涂料的配方按重量百分比為片狀石墨45～75%、土狀石墨5～15%、粘土5～10%、堿性硅溶膠10～20%、Na3PO4飽和水溶液5～10%，上述原料加水磨輾成膏狀。片狀石墨粒度40～20μm，土狀石墨粒度40～20μm，堿性硅溶膠PH值9～11，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
上述四種涂料配合使用，以達(dá)到整個(gè)優(yōu)化1、底層涂料與型腔絕熱涂料以及面層導(dǎo)熱涂料配套，以提高復(fù)合涂層的耐用性，使之半永久化?？紤]到涂料的熱物理性，底層涂料具有半導(dǎo)熱性，型腔絕熱涂料具絕熱作用，面層導(dǎo)熱涂料兼有導(dǎo)熱和潤滑作用，這樣在底層涂料上涂敷型腔絕熱涂料，然后再涂敷面層導(dǎo)熱涂料，使構(gòu)成絕熱復(fù)合涂層，而在底層涂料上直接涂敷面層導(dǎo)熱涂料，則構(gòu)成導(dǎo)熱復(fù)合涂層，采用上述系列涂料并采用復(fù)合涂敷工藝，復(fù)合涂層便具有良好的熱物理性和脫型性，又具有耐用性或半永久性。
2、冒口保溫涂料、型腔絕熱涂料與面層導(dǎo)熱涂料配套，以起到調(diào)節(jié)鑄件凝固的作用。
冒口保溫涂料和型腔絕熱涂料雖采用同種保溫骨料，但前者要制成膏狀且骨料粒度偏粗，便于刷厚而不流淌，后者要制成漿狀易于噴涂，粘度低且懸浮性好，可實(shí)現(xiàn)不同部位，不同絕熱程度的要求。根據(jù)鑄件不同部位對涂料的特殊要求，采用不同導(dǎo)熱性能，不同涂層厚度和表面粗糙度的涂料，以達(dá)到控制鑄件冷卻速度的目的。例如，在澆冒口處，涂敷較厚的冒口保溫涂料，以提高充型和補(bǔ)縮能力，在鐵芯或鑄件厚實(shí)的模窩處，噴涂較薄的面層導(dǎo)熱涂料，以消除局部縮松，獲得致密鑄件。
所述四種涂料具有良好的懸浮性、涂敷性;具有明顯的調(diào)節(jié)鑄件冷卻速度的作用和提高冒口的補(bǔ)縮效果，具有良好的潤滑性，便于抽芯和鑄件出型;附著強(qiáng)度高、使用壽命長，具有半永久性。應(yīng)用該系列涂料生產(chǎn)鋁合金鑄件表面粗糙度可達(dá)Ra23.2～12.5μm，比常規(guī)的氧化鋅涂料提高二級，其主要性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)的英國Foseco公司同類涂料性能指標(biāo)<
進(jìn)行生產(chǎn)的驗(yàn)證時(shí)，所述涂料實(shí)際配方為1、底導(dǎo)涂料綠泥石(50～28μm) 60%水玻璃(50～28μm) 20%粘土 10%水玻璃(模數(shù)2.8) 10%水 適量涂料粘度為20sec.采用4號流杯(流杯內(nèi)腔體積100ml，流孔φ4mm)計(jì)時(shí)。
2、型腔絕熱涂料云母粉(50～28μm) 50%硅藻土(50～28μm) 20%累托石 5%堿性硅溶膠(PH＝10) 15%Na2NO4飽和水溶液 10%水 適量涂料粘度為16sec，采用4號流杯計(jì)時(shí)。
3、冒口保溫涂料云母粉(100～63μm) 50%硅藻土(80～50μm) 25%酸性硅溶膠(PH＝20) 15%累托石 5%水玻璃(模數(shù)2.8) 10%水 適量涂料呈膏狀4、面層導(dǎo)熱涂料片狀石墨(40～28μm) 60%土狀石墨(40～20μm) 10%粘土 5%堿性硅溶膠(PH＝10) 15%Na3PO4飽和水溶液 10%水 適量涂料粘度為16sec，采用4號流杯計(jì)時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種金屬型底層涂料，其特征為該涂料的配方按重量百分比為綠泥石50～70%、鋁礬土15～20%、粘土10～15%、水玻璃(nNa2OmSiO2)5～15%，上述原料加水磨輾成漿狀。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬型底層涂料，其特征為綠泥石粒度50～28μm，鋁礬土粒度50～28μm，水玻璃模數(shù)2.5～3.0，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
3.一種金屬型型腔絕熱涂料，其特征為該涂料的配方按重量百分比為云母粉45～65%、硅藻土15～25%、累托石5～10%、堿性硅溶膠10～20%、Na3PO4飽和水溶液5～10%，上述原料加水磨輾成漿狀。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬型型腔絕熱涂料，其特征為云母粉粒度50～20μm，硅藻土粒度50～28μm，堿性硅溶膠PH值9～11，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
5.一種金屬型冒口保溫涂料，其特征為該涂料的配方按重量百分比為云母粉45～65%、硅藻土15～25%、累托石5～10%、酸性硅溶膠10～20%、水玻璃5～10%，上述原料加水?dāng)嚢杌蜉殙撼筛酄睢?br> 6.如權(quán)利要求5所述的金屬型冒口保溫涂料，其特征為該涂料配方中云母粉粒度100～63μm，硅藻土粒度80～50μm，酸性硅溶膠PH值2～4、水玻璃模數(shù)2.5～3.0，原料采用攪拌機(jī)或輾壓機(jī)進(jìn)行配制，水的加入量使涂料呈膏狀。
7.一種金屬型面層導(dǎo)熱涂料，其特征為該涂料的配方按重量百分比為片狀石墨45～75%、土狀石墨5～15%、粘土5～10%、堿性硅溶膠10～20%、Na3PO4飽和水溶液5～10%，上述原料加水磨輾成漿狀。
8.如權(quán)利要求7所述的金屬型面層導(dǎo)熱涂料，其特征為該涂料配方中片狀石墨粒度40～20μm，土狀石墨料度40～20μm，堿性硅溶膠PH值9～11，原料投入膠體磨或球磨機(jī)內(nèi)磨輾時(shí)，水的加入量使涂料的粘度控制在15～25秒之間。
全文摘要
金屬型系列涂料，包括底層涂料、型腔絕熱涂料、冒口保溫涂料和面層導(dǎo)熱涂料，分別由綠泥石、鋁礬土、云母粉、硅藻土、石墨、累托石、水玻璃、硅溶膠等和適量的水配制而成，具良好的懸浮性和涂敷性。四種涂料配合使用具有明顯的調(diào)節(jié)鑄件冷卻速度作用和提高冒口的補(bǔ)縮效果，潤滑性良好，便于抽芯和鑄件出型；附著強(qiáng)度高、使用壽命長，可使鋁合金鑄件表面粗糙度達(dá)Ra3.2～12.5μm。
文檔編號C09D1/02GK1093383SQ9410423
公開日1994年10月12日 申請日期1994年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月23日
發(fā)明者黃乃瑜, 葉升平, 羅吉榮, 夏文煥 申請人:華中理工大學(xué)