釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于消失模鑄造涂料領域，尤其涉及一種釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]消失模鑄造技術是鑄造行業中新興的一種鑄造工藝方法，消失模鑄造工藝是指用泡沫塑料(EPS、ETMMA或EPMMA)制作成與所需鑄件形狀結構、尺寸大小完全相同的模樣，涂刷耐火涂料后烘干，埋入特殊砂箱干砂(一般使用石英砂)中造型，在保持一定負壓狀態下進行澆注，模樣受熱氣化分解，金屬熔液不斷占據模型位置后最終成型。消失模鑄造在國內主要稱為干砂實型鑄造、負壓實型鑄造，國外簡稱EPC鑄造。
[0003]目前最為成熟的消失模鑄造工藝是用于汽車鑄件的批量生產，所生產的產品有鋁合金鑄件(如進氣管、缸體、缸蓋等)和鑄鐵件(如曲軸、缸蓋、變速器殼體、排氣管等)。國內外實踐證明，消失模鑄造在生產汽車鑄件方面具有巨大的發展潛力。當前，我國的汽車工正處在發展時期，預計在今后的一段時期內汽車鑄件產量會有較大幅度的增加，同時對汽車鑄件質量的要求將會更加嚴格。汽車工業的發展，為我國鑄造行業帶來了機遇與挑戰，也為在我國推廣和發展消失模鑄造技術帶來了新的契機。
[0004]消失模鑄造用于大批量生產成功與否，50%取決于模樣，30%取決于涂料，20%取決于其它工藝因素。毋庸置疑，涂料是獲得優質鑄件必不可少的工藝環節，科研和生產都已證實，對于消失模鑄造工藝，涂料可使其獲得成功的潛力大大增加。國外對消失模鑄造涂料的研究起步較早，己經有一些商品性的涂料，但是價格偏貴，導致生產成本提高，在一定程度上限制了消失模鑄造工藝的發展。目前，中國已有多家高校和研究單位開展針對消失模鑄造的模樣材料、成型工藝、涂料技術、工裝設備等各個環節的研究開發工作，取得一定的成就，但與國外相比仍有較大差距，例如涂料的商品化程度很差。因此，為促進消失模鑄造這一先進制造技術的推廣應用，結合國內資源情況，從研究涂料的各組分種類和加入量對涂料性能的影響入手，研制適合我國國情的成本低、質量好的消失模鑄造涂料，實現消失模鑄造涂料的國產化是非常必要的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷，利用釩鐵渣-藍晶石尾礦生產使用性能優良、生產成本低的消失模鑄造涂料，以達到綜合回收利用釩鐵渣-藍晶石尾礦并降低生產消失模鑄造涂料成本的目的。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料，其特征在于，所述消失模鑄造涂料由以下重量份的原料組成:
釩鐵渣55-60份藍晶石尾礦50-54份鎂砂20-23份娃藻土7-10份碳化娃6-8份鋯石2~6份石墨粉2-5份氧化銻2-6份氫氧化鋁2-4份二硼化鉿2~4份
T -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷4-7份
單烷氧基三(二辛基磷酰氧基)鈦酸酯6-10份
聚酰亞胺改性聚醚醚酮樹脂2-4份
氯化三聯苯0.3-0.6份
三甲醇基丙烷三縮水甘油醚醚0.4-0.6份
聚醋酸乙烯酯乳液0.3-0.6份硅酸鋁纖維2~3份水玻璃1~3份羧甲基纖維素鈉2~3份季戊四醇1-3份乙醇30-40份水8-15份；
所述釩鐵渣的化學成分為:Al20378-83 wt%，CaO 10-17 wt%，MgO 1-2.5 wt%，Fe2O30.2—0.8 wt%，S12 0.6-0.8 wt%，VOx 1.3-4 wt% ；
所述藍晶石尾礦的化學成分為:S12 35-40wt%，Al2O3 48_53wt%，ZrO2 l-10wt% ；
所述鎂砂中氧化鎂含量多95wt% ;
所述鋯石的化學成分為:Zr02 6 3.24 wt %，S12 30.56 wt %。
[0007]所述的釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)將55-60份釩鐵渣、50-54份藍晶石尾礦、20-23份鎂砂、7_10份硅藻土、6_8份碳化硅、2~6份鋯石、2~5份石墨粉、2-6份氧化銻、2~4份氫氧化鋁、2~4份二硼化鉿放入球磨機中球磨2小時，混合均勻，然后過篩，得到200目以下的混合物料；
2)開啟反應釜，將4-7份γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、6-10份單烷氧基三(二辛基磷酰氧基)鈦酸酯、30-40份乙醇、8-15份水加入到反應釜中，在攪拌下進行水解反應，轉速為1200r/min，反應溫度為80°C，攪拌時間為30min，得到偶聯劑的醇水溶液；
3)將步驟I)所得混合物料物料加入到步驟2)中偶聯劑的醇水溶液中，在80°C下攪拌2小時；然后再將2-4份聚酰亞胺改性聚醚醚酮樹脂、0.3-0.6份氯化三聯苯、0.4-0.6份三甲醇基丙烷三縮水甘油醚醚、0.3-0.6份聚醋酸乙烯酯乳液、2~3份硅酸鋁纖維、1-3份水玻璃、2~3份羧甲基纖維素鈉、1-3份季戊四醇加入到反應釜中，繼續攪拌30min，即制得釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料。
[0008]本發明與現有技術相比，其優點為: 1)在制備涂料過程中利用了釩鐵渣、藍晶石尾礦等工業固體廢棄物制備消失模鑄造涂料，大大降低了耐火材料的制造成本；
2)并用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和單烷氧基三(二辛基磷酰氧基)鈦酸酯對釩鐵渣、藍晶石尾礦、鎂砂、硅藻土、碳化硅、鋯石、石墨粉、氧化銻、氫氧化鋁、二硼化鉿進行了表面改性處理，提高了材料與基料的粘結性和分散性，使得消失模鑄造涂料在高溫下結構更穩定，大大提高了消失模鑄造涂料耐火極限。
【具體實施方式】
[0009] 實施例1
一種釩鐵渣-藍晶石尾礦消失模鑄造涂料，其特征在于，所述消失模鑄造涂料由以下重量份的原料組成:
釩鐵渣55份藍晶石尾礦50份鎂砂20份娃藻土7份碳化娃6份鋯石2份石墨粉2份氧化銻2份氫氧化鋁2份二硼化鉿2份
T-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷4份
單烷氧基三(二辛基磷酰氧基)鈦酸酯6份
聚酰亞胺改性聚醚醚酮樹脂2份氯化三聯苯0.3份
三甲醇基丙烷三縮水甘油醚醚0.4份
聚醋酸乙烯酯乳液0.3份硅