[发明专利]湿型铸钢用醇基非锆质复合耐火骨料喷涂涂料及制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明属于铸造用造型材料技术领域，尤其涉及一种湿型铸钢用醇基非锆质复合耐火骨料喷涂涂料及制备方法。

背景技术

铸造生产中，采用砂型工艺生产的铸钢件占铸钢件总产量的90%以上。用于铸钢件生产的砂型种类一般有水玻璃砂、树脂砂、粘土湿型砂等。为了防止铸钢件产生粘砂缺陷，这些砂型都需要涂敷铸造涂料。目前，用于铸钢件生产的砂型涂料主要有醇基类锆英粉涂料、刚玉粉涂料、石英粉涂料、镁砂粉涂料等。这些涂料中，防铸钢件粘砂效果最好的是醇基锆英粉涂料。但是，锆英粉资源已近枯竭，供应短缺，其涂料的价格越来越高，一般铸造企业难以承受，纷纷采用价格较低的刚玉类等醇基非锆质涂料替代锆英粉涂料用于水玻璃砂型、树脂砂型生产铸钢件，并取得很好的效果，给铸钢件生产开辟了一条新路。但是，将醇基非锆质涂料用于湿型生产铸钢件，其防粘砂效果却远不及醇基锆英粉涂料，生产的铸钢件易产生粘砂、夹砂缺陷，无法满足铸钢生产的质量需要。

涂料在砂型上的涂敷方法主要有刷涂、流涂、喷涂等。湿型砂抗压强度很低，一般只有0.015～0.020MPa，而其它砂型的抗压强度都在1.5MPa以上，因此，湿型砂无法承受擦碰。如果在湿型砂上用刷涂、流涂方法涂敷涂料，湿型砂表面易发生破损、掉砂，从而使铸钢件产生粘砂、夹砂等铸造缺陷。为此，在湿型砂表面只能采用喷涂方法涂敷涂料。

在湿型砂表面喷涂涂料，涂层疏松，耐火骨料颗粒形成彼此并不相连的点状覆盖层，很容易被浇注的钢水冲刷掉，形成铸钢件粘砂缺陷。醇基锆英粉涂料喷涂在湿型砂表面，当高温钢水与锆英粉涂层接触时，涂层中的锆英粉颗粒会发生分解反应，即硅酸锆分解成为氧化锆和二氧化硅。二氧化硅与钢水表面的氧化亚铁反应生成硅酸亚铁。硅酸亚铁的熔点仅为1205℃，在钢水的高温下呈现高粘度的液态状，正好填充涂层的疏松空隙，使涂层烧结成一个致密的封闭板状隔离面，阻止钢水对砂型的渗透，从而防止铸钢件出现粘砂缺陷，因此，醇基锆英粉涂料是一种比较理想的湿型铸钢用铸造涂料。

而醇基非锆质单一耐火骨料涂料用于湿型喷涂，防粘砂效果远不及醇基锆英粉涂料，易在铸钢件浇口附近形成粘砂或夹砂缺陷。其原因为：耐火骨料一般为单一的刚玉类、镁砂、莫来石等耐火粉料，这些耐火粉料在高温下结构和化学稳定性高，不易发生相变，甚至不与氧化铁反应，无低熔相形成，涂层疏松，在钢水的高温下涂层空隙扩大，又无高粘度液态物质填充，无法形成耐火隔离层，钢水易渗透，从而使铸钢件产生粘砂缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种可替代醇基锆英粉喷涂涂料的、成本低廉的醇基非锆质复合耐火骨料喷涂涂料及其制备方法。本发明醇基非锆质复合耐火骨料喷涂涂料适用于湿型喷涂，可用于湿型铸钢件的生产。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种湿型铸钢用醇基非锆质复合耐火骨料喷涂涂料，包括耐火骨料、烧结剂、悬浮剂、溶胀剂、高温粘结剂、常温粘结剂、增稠剂和载体，各组分按照重量份配比为如下：

耐火骨料：莫来石粉65～70重量份，铝镁尖晶石粉30～35重量份； 

烧结剂：堇青石粉8～10重量份，镁橄榄石粉2～5重量份；

悬浮剂：硅酸镁铝粉2.0～2.5重量份，钙基膨润土1～1.5重量份；

溶胀剂：水4～5重量份；

高温粘结剂：硅溶胶3～5重量份；                                          

常温粘结剂：改性松香酯2～3重量份；

增稠剂：聚乙烯醇缩丁醛0.3～0.5重量份；

载体：甲醇：41～54重量份，粮食乙醇15～20重量份，异丙醇10～15重量份。

上述莫来石粉由质量百分比为65~70%的电熔莫来石粉和30~35%的烧结莫来石粉混合而成；电熔莫来石粉的粒度为280～325目，其中Al₂O₃的质量含量为68～72%；烧结莫来石粉粒度为800～1000目，其中Al₂O₃的质量含量为43～47%。

上述铝镁尖晶石粉为烧结型铝镁尖晶石粉，粒度为400～600目，其中Al₂O₃的质量含量为71～76%，MgO的质量含量为22～27%。