[发明专利]一种铝及铝合金铸造用的无机高温粘结剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝及铝合金熔体铸造过程中使用的粘结剂，具体的说，是一种耐高温、耐腐蚀、高粘性及环保的无机高温粘结剂。

背景技术

粘结剂按材质组成分为有机粘结剂、无机粘结剂和混合粘结剂，不同组分的粘结剂具有的性能不一样，使用环境也不一样。随着工业化生产的不断发展，粘结剂的使用被推广到化工、建筑、冶金、医药及生物等诸多领域。有机粘结剂由各种碳、氢、氧、氮、磷等元素组成的有机物制备而成，其优点是使用方便、粘性好、成本低，缺点是使用温度不高、寿命不长以及气味较重，尤其在高温是极易产生刺激挥发性气体。无机粘结剂由各种无机非金属材料（陶瓷或矿物原料）组成，其优点是耐高温、耐腐蚀、使用寿命长及无气味等，缺点是使用不太方便、常温粘性不够。混合粘结剂由有机和无机两种材料组成，其具有两种材质的优点，是粘结剂今后使用和发展的方向。国外发达国家已经掌握针对不同的使用环境而采取不同混合技术，并制备出了性能优良的混合粘结剂。国内混合粘结剂制备技术起步较晚，但经过不断的研究发展，已取得许多进步。

目前，国内外未曾见到有涉及铝及铝合金铸造用高温粘结剂的专利报道。不过关于高温粘结剂的专利国内有十多件记录，关于无机高温粘结剂的有一件，其专利号为“201010143898.X”。该发明专利介绍了一种无机高温粘结剂，其组分由无机粘结剂、坡缕石和海泡石组成，经反应釜内搅拌混合制成，特点是使用温度范围广、粘性好、成本低等。但是针对铝及铝合金熔体铸造工艺，其缺点为瞬间抗高温冲刷能力差、固化时间长、易引入其它夹杂等；另外，由于铝熔体的温度是在700℃左右，因此必须要求该粘结剂能够在700℃下长期使用，因此，针对铝及铝合金铸造的特殊需求，迫切需要开发了一种实用于其耐高温、耐腐蚀、强度高、不引入夹杂以及瞬间固化能力好的无机粘结剂。

发明内容

本发明的内容在于克服上述现有技术中的不足，提供一种铝及铝合金铸造用的高效环保的无机高温粘结剂。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种铝及铝合金铸造用的无机高温粘结剂，通过以下步骤制得：

（1）按重量百分比依次称量：氧化铝40%-60%，高岭土15%-30%，硅线石10%-20%，滑石5%-14%，硅酸铝纤维1%-10%；

（2）将上述称量好的物料倒入旋转混料机内，混合2-4小时；

（3）将混合好的干粉料倒入配浆设备，加入干粉料重量10%-20%的磷酸二氢铝溶液，搅拌30-60分钟，混合均匀成粘稠泥料即可。

作为本发明的一种优选，所述氧化铝、高岭土、硅线石、滑石原料均为微米级粉料。

作为本发明的一种优选，所述硅酸铝纤维棉采用纯度大于98%的高纯硅酸铝纤维棉。

作为本发明的一种优选，所述高纯硅酸铝纤维棉为含锆的硅酸铝纤维棉，氧化锆含量5%～10%。

作为本发明的一种优选，所述磷酸二氢铝溶液的浓度为60%～80%。

用于本发明制备的旋转混料机可采用氧化铝陶瓷或高强聚氨酯塑料为内衬，以防止杂质污染混合的粉料。使用时将配制好的粘稠泥料捏成一定形状，填充到铝液铸造平台上（或平台外）所出现的耐火材料连接缝隙处，表面刮平即可；填充连接处的粘结剂，需风干4小时及以上，或者采用热风吹干。

本发明采用了磷酸二氢铝溶液为粘结剂调制溶液，该水溶液具有一定粘性，尤其是在高温下表现出较好的粘性。原理是：在混合均匀的粉体中按比例加入一定浓度的磷酸二氢铝溶液，调制成粘稠泥料，填补在铝熔体铸造设备平台上耐火材料之间的每个间隙处；经调制后的粘结剂能够很好附着在铸造平台流槽或分流盘间隙处，防止渗铝、漏铝。采用磷酸二氢铝作为水溶剂，主要是由于其在高温下（350℃～500℃）能够发生自身晶相转变，瞬间具备优秀的粘结性能，并且在高温下（800～1000℃）能很好地保持这种性能。

相比现有技术，本发明的有益效果表现在：

1、本发明使用的原料均为无机非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀、遇铝液不挥发不融入杂质等优点；本发明完全不使用树脂等有机物，从而起到环保的作用。

2、本发明中的硅酸铝纤维的加入，起到纤维增强增韧的效果，使得粘结剂在固化后具有很高强度，不易被冲刷脱落或是被侵蚀。

3、通过在铸造过程中的大量试验使用证明，本发明的高温粘结剂具有成本低，使用性能稳定，使用周期长等特点。

具体实施方式

下面通过具体实施例来详细描述本发明。

实例1：