潮模砂型用醇基鑄造涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及潮模砂型用醇基鑄造涂料，具體地指一種潮模砂型用醇基鑄造涂料及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 潮模砂鑄鋼生產技術與工藝是國外的一種先進方法，近年來，國內也開始得到應 用，這種工藝的優點是舊砂利用率高，生產周期短，生產成本低，但針對此工藝所用的砂型 涂料要求很高。
[0003] 因為潮模砂型用于生產鑄鋼時，至少有以下幾個問題需要加以應對：一是潮模砂 型傳統上是用于生產鑄鐵的工藝，潮模砂與水玻璃砂和樹脂砂相比強度低得多，耐不起高 溫鋼水的沖刷，因此要求涂料的使用不能破壞砂型強度，甚至要求對砂型強度有一定強化； 二是潮模砂型含有較高的水分及淀粉含量，發氣量高，要求涂層有較高的透氣性，因此涂料 應有助于防止鑄件產生氣體類缺陷；三是潮模砂只能采用醇基涂料，并且用噴涂方法上涂 料，而不能用刷涂，流涂等方法，涂料噴好后，為防止涂層干燥起皮及防止砂型水分迀移，涂 料不能點火干燥，而是在空氣中自然干燥。由于潮模砂強度低，在干燥過程中，涂層收縮，容 易造成涂層與砂型表面的型砂開裂起皮，從使鑄件產生粘砂及夾砂缺陷，因此若涂料使用 不當，鑄件廢品率很高。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是針對潮模砂鑄鋼工藝特點，提供一種涂層透氣性好、干燥時不 開裂，涂層以及涂層所依附的鑄型表面強度高的潮模砂型用醇基鑄造涂料及其制備方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明所提供的潮模砂型用醇基鑄造涂料，涂料中各組分按重 量百分比如下：400~600目耐火粉料占44~55 %，鈉基膨潤土 1. 30~1. 45 %，水0. 45~ 0. 60%，聚乙烯醇縮丁醛0. 5~0. 7%，熱塑性酚醛樹脂1.4~1.6%，乙醇41~52%;
[0006] 所述耐火粉料選自鋯英粉、石英粉、莫來石粉、剛玉粉、鋁礬土中的一種或幾種；所 述聚乙烯醇縮丁醛的粘度為320~350流秒。
[0007] 上述潮模砂型用醇基鑄造涂料的制備方法，包括下列步驟：
[0008] 1)分別按比例稱取400~600目耐火粉料、鈉基膨潤土、水、乙醇、熱塑性酚醛樹脂 和聚乙烯醇縮丁醛，備用；
[0009] 2)先將鈉基膨潤土和水進行碾壓預處理成膏狀物；
[0010] 3)將400~600目耐火粉料、熱塑性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和步驟2)得到的 膏狀物加入混碾機內，再加入占乙醇總重量25%的乙醇，混碾2~3小時，得膏狀涂料；
[0011] 4)將步驟3)得到的膏狀涂料取出放入帶密封蓋的攪拌桶，加入剩余乙醇，蓋好蓋 子，攪拌10~30分鐘，即得涂料成品。
[0012] 本涂料的特點是：第一，耐火粉料較細，達400~600目之間，比傳統涂料使用 200~325目骨料細小得多，這樣，涂料的懸浮性好，滲透力強，涂料顆粒能容易滲入砂型， 起到良好的防粘砂作用，雖然骨料較細對涂料的耐火度有些不利，但由于潮模砂工藝只適 合澆注一噸左右壁厚均勻的小型鑄件，因此與澆注大型鑄件比，對耐火度的要求低；第二， 采取含固量較低的稀涂料，即涂料載液含量較高，由于有較細骨料的配合及較高含量的聚 乙烯醇縮丁醛，懸浮率不會受影響，載液中溶解有較多的有機樹脂，載液帶著樹脂滲入砂型 對砂型具有增強作用；第三，與傳統涂料比，潮模砂用涂料中含有更多的有機物，其目的不 僅是為了強化砂型強度，也是為了高溫時，大量有機物的燒失能大大提高涂料的透氣性，以 滿足砂型良好排氣性。因此，本發明涂料中不僅具有防粘砂的功能，還具有對鑄型的增強功 能。
[0013] 與傳統涂料制造工藝比，除鈉基膨潤土外，本發明所用粉狀樹脂（包括酚醛樹脂 和聚乙烯醇縮丁醛）及等均不需事先進行預處理，可直接加入混碾機進行混碾。由于耐火 粉料很細，表面積大，且在具有搓碾作用的機器內進行長時間碾壓，對樹脂等具有極強的分 散能力，加上最終產品中乙醇的含量高，因此，所有樹脂均能很好的溶解在載液中。
[0014] 與傳統涂料比，因涂料并不使用點火方法進行干燥，高含量的聚乙烯醇縮丁醛不 會使涂料產生起泡現象。
[0015] 與傳統涂料不同的是：本發明涂料使用狀態是很稀的，耐火骨料含量小于55% (傳統涂料中耐火骨料大于60%);本發明涂料的載體乙醇含量很高，大于40% (傳統涂料 中乙醇含量低于30% )。為防止涂料懸浮性下降，采用較細的骨料，較細的骨料還有利于向 砂型滲透，以堵塞砂粒之間的間隙，提高抗鋼水滲透的能力。
[0016] 涂料的有機樹脂，包括熱塑性酚醛樹脂和聚乙烯醇縮丁醛，含量很高，其被乙醇帶 入砂型，有利于提高砂型強度，同時通過鋼水的作用，燒蝕的樹脂為涂層帶來好的透氣性。
[0017] 與傳統涂料（鈉基膨潤土含量大于1. 5% )相比，涂料中起懸浮作用的鈉基膨潤土 含量（鈉基膨潤土含量小于1. 5% )較低，因為鈉基膨潤土降低涂料的透氣性，故將鈉基膨 潤土的量控制較低，由于聚乙烯醇縮丁醛也有良好的懸浮作用，因此涂料最終的懸浮性是 很好的，涂料中加入水是為了在一定程度上破壞樹脂膜的連續性，使得涂料噴涂在砂型表 面后，降低樹脂在干燥過程中的收縮力，防止涂層出現裂紋和起皮。
[0018] 由于涂料較稀，噴槍噴出的呈霧狀的涂料被高度分散，非常均勻的覆蓋在砂型表 面，并且很容易滲入砂型，對砂型具有有效的填孔及強化作用。
[0019] 本發明的有益效果在于：涂料具有高的懸浮率、高的滲透性，對砂型表面強度有高 的增強能力，涂層不會出現開裂和起皮，涂層透氣性好，鑄件不會產生粘砂，夾砂及由氣體 造成的水波紋缺陷。本發明適用于潮模砂澆注中小型鑄鋼、鑄鐵件，澆注后涂料形成易剝離 的涂層，鑄件表面光潔，粗糙度低，鑄件尺寸精度高。
【具體實施方式】
[0020] 為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但 它們不對本發明構成限定。
[0021] 實施例1
[0022] 配制潮模砂型用醇基鑄造涂料100千克：
[0023] 1)稱取粒度為400~600目耐火粉料48千克、鈉基膨潤土 1. 4千克、水0. 5千克、 乙醇48千克、熱塑性酚醛樹脂粉1. 6千克和聚乙烯醇縮丁醛粉料0. 5千克，備用；其中，耐 火粉料包括鋯英粉24千克，剛玉粉24千克；聚乙烯醇縮丁醛的粘度為320流秒；
[0024] 2)先將鈉基膨潤土和水在混碾機內進行碾壓預處理成膏狀物；
[0025] 3)將400~600目耐火粉料、熱塑性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和步驟2)得到的 膏狀物加入混碾機內，再稱取12千克乙醇倒入混碾機內，蓋好密封蓋，開動混碾機，混碾2 小時，得膏狀涂料；
[0026] 4)將步驟3)得到的膏狀涂料取出放入帶密封蓋的攪拌桶內，加入36千克乙醇，攪 拌稀釋15分鐘，即得涂料成品，將涂料裝入涂料桶，入庫。
[0027] 在潮模砂條件下，涂料用噴槍噴涂在砂模表面，壓縮空氣壓力為0. 7Mpa，噴槍與砂 型表面呈近似垂直，與砂型表面距離約250mm，用于澆注搖枕側架鑄鋼件，其結果如表1所 不O
[0028] 表 1
[0029]
【主權項】
1. 一種潮模砂型用醇基鑄造涂料，其特征在于，涂料中各組分按重量百分比如下： 400~600目耐火粉料44~55%，鈉基膨潤土 1. 30~1. 45%，水0. 45~0. 60%，聚乙烯 醇縮丁醛〇. 5~0. 7%，熱塑性酚醛樹脂1.4~1.6%，乙醇41~52%; 所述耐火粉料選自鋯英粉、石英粉、莫來石粉、剛玉粉、鋁礬土中的一種或幾種；所述聚 乙烯醇縮丁醛的粘度為320~350流秒。
2. -種根據權利要求1所述潮模砂型用醇基鑄造涂料的制備方法，其特征在于，包括 下列步驟： 1) 分別按比例稱取400~600目耐火粉料、鈉基膨潤土、水、乙醇、熱塑性酚醛樹脂和聚 乙烯醇縮丁醛，備用； 2) 先將鈉基膨潤土和水進行碾壓預處理成膏狀物； 3) 將400~600目耐火粉料、熱塑性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和步驟2)得到的膏狀 物加入混碾機內，再加入占乙醇總重量25%的乙醇，混碾2~3小時，得膏狀涂料； 4) 將步驟3)得到的膏狀涂料取出放入帶密封蓋的攪拌桶，加入剩余乙醇，蓋好蓋子， 攪拌10~30分鐘，即得涂料成品。
【專利摘要】本發明公開了一種潮模砂型用醇基鑄造涂料及其制備方法。涂料中各組分按重量百分比如下：400～600目耐火粉料占44～55％，鈉基膨潤土1.30～1.45％，水0.45～0.60％，聚乙烯醇縮丁醛0.5～0.7％，熱塑性酚醛樹脂1.4～1.6％，乙醇41～52％。制備方法：1)按比例稱取各原料；2)先將鈉基膨潤土和水碾壓預處理成膏狀物；3)將400～600目耐火粉料、熱塑性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛與步驟2)的膏狀物混合，再加入占乙醇總重量25％的乙醇混碾，得膏狀涂料；4)再加入剩余乙醇，攪拌即得涂料。本發明具有高的懸浮率、高的滲透性，可增強砂型表面強度，涂層透氣性好、不會開裂和起皮，鑄件不粘砂。
【IPC分類】B22C3-00
【公開號】CN104801658
【申請號】CN201510169155
【發明人】張友壽, 黃晉, 李四年, 龍威, 夏露, 陳愛平
【申請人】湖北工業大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月10日