[发明专利]一种铸铁砂型保护涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于涂覆在40‑120目型砂表面的铸铁砂型保护涂层及其制备方法，所述铸铁砂型保护涂层按质量分数包括如下组分：耐火骨料50‑85份；悬浮剂3‑5份；粘结剂1‑2.5份；溶剂30‑45份；其中，所述耐火骨料的粒度分布包括：‑100目～+120目5‑15wt％；‑120目～+270目25‑45wt％；270目30‑50wt％。本发明涂层在40‑120目型砂表面的涂挂效果好，渗透效果好，不仅修饰了铸铁砂型表面结构，提高其平整度，屏蔽金属液对砂型的渗透；而且使得砂型在高温下释放的硫被涂层吸收，最终大幅降低铁铸件的球化不良厚度。

技术领域

本发明涉及铸造材料技术领域，具体涉及一种用于涂覆在40-120目型砂表面的铸铁砂型保护涂层及其制备方法。

背景技术

在铸造生产过程中，型砂造型是一道重要的生产工序。由于呋喃树脂砂造型具有强度高、尺寸精度高、硬化速度快、生产效率高、劳动强度低等特点，在目前铸造生产中应用十分广泛。但呋喃树脂用固化剂主要为对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硫酸或者以上物质的任意两种或三种的混合物等，在浇注过程中会产生有害元素硫，一旦铸件表面发生渗硫的情况，将会导致铸件产生裂纹或球化不良的问题，从而影响铸件产品的质量。

铸造涂料是铸造生产中的一种十分重要的辅助材料，对于铸件的表面质量起到决定性的作用。因此本领域需要研制一种高性能高质量的防渗硫铸造涂料，通过铸造涂料可以屏蔽金属液对砂型的渗透，还可以屏蔽砂型中产生的气体向金属液的浸入从而防止砂型中有害的硫元素对铸件产生不良影响。

现有防渗硫涂料采用的技术方案有两种，一是添加可以高温烧结的材料，在铸件烧铸时涂层可以烧结从而屏蔽一部分砂型中的有害气体向铸件中渗透；二是在耐火骨料中添加碱性氧化物，通常为含有氧化钙或氧化镁的耐火材料，使得浇铸时型砂中产生的硫与碱性氧化物进行反应，从而降低硫元素向铸件中渗透，减轻铸件不良影响。

由于铸件涂料的耐火骨料粒度较粗，在铸件浇铸时涂层对气体的屏蔽作用有限，防渗硫效果一般；由于铸件涂料耐火骨料均为高温煅烧的耐火材料，添加的含碱性氧化物的耐火材料已经大大失去了反应活性，防渗硫效果也一般。

为此，为提高铸造涂料的防渗硫效果，现有技术方案通常加入含有活性氧化镁或氧化钙的耐火骨料，如碳酸钙、菱镁石粉等。且现有技术对于球铁铸件表面球化不良一般可以控制在1mm左右，如果使用防渗硫铸造涂料，球铁铸件表面球化不良可以控制到0.6mm左右，而对于高端球铁铸件来说，球化不良厚度最好能控制在0.3mm以内，这样可以大大提高铸件质量。

CN102328018A公开了一种用于呋喃树脂砂型的铸件表面防渗硫涂料，其组分的配比为：有机膨润土1.6～2％，轻质氧化镁0.12～.2％，锆英粉31～46％，活性氧化钙0.46～0.55％，金红石12.5～15％，酚醛树脂0.8～1.2％，微晶石墨6.2～8％，其余为异丙醇。通过适当地使用了能与硫反应的材料，包括氧化镁和活性氧化钙，在不影响涂料综合性能的前提下解决涂料层对含硫物质的阻隔和吸收，减少硫在铸件表面的含量，但其只能使得球铁铸件表面的片状、蠕虫状石墨层厚度在2mm以内，远达不到0.3mm以内。

CN106180542A提供了一种呋喃树脂砂生产风电球铁件用表面防渗硫涂料，其组分的重量比为：镁砂粉62-70份，锂基膨润土2-3份，有机膨润土1-1.5份，酚醛树脂0.8-1.5份，工业葡萄糖0.5-1份，聚乙烯缩丁醛(PVB)0.2份，松香0.5-1份，硅酸乙酯0.15份，乙醇24-30份。此配方主要通过添加较多的亲硫元素镁(Mg)，快速和型砂中的硫起化学反应，但其活性氧化镁或氧化钙可以与水反应，从而造成涂料产品在储运过程中逐渐反应，最终造成涂料板结而无法使用或性能大大下降。或者将含有活性氧化镁或氧化钙的耐火骨料使用时再加入，这样造成涂料使用不便且性能波动很大，由此带来铸件质量不稳定。