一种液压件铸造用水基涂料的制备方法 |
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| 申请号 | CN201510194962.X | 申请日 | 2015-04-23 | 公开(公告)号 | CN104801661A | 公开(公告)日 | 2015-07-29 |
| 申请人 | 苏州劲元油压机械有限公司; | 发明人 | 孙创; 李国庆; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种液压件 铸造 用 水 基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为：液压件铸造用水基涂料中甲组份的制备-液压件铸造用水基涂料中乙组份的制备-液压件铸造用水基涂料的制备即甲乙组份的复合；本发明的制备方法简单易行，成本低廉，制备出的水基涂料抗粘砂性强，抗吸水性好，自然快干，强度高，保证了液压件的铸造 质量 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，其特征在于，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为： |
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| 说明书全文 | 一种液压件铸造用水基涂料的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种涂料的制备方法，具体涉及一种用于液压件铸造的水基涂料的制备方法。 背景技术[0003] 涂料是提高铸件质量和生产率的一项重要因素，在铸造发展的过程中，涂料也随之不断更新，从最初应用动物油发展到以矿物油为基的涂料；目前国外已经普遍采用水基涂料，不仅在压型上喷涂，而且在压射缸与冲头之间亦有应用，水基涂料具有铸件脱模性良好，压型预热温度低，铸件密封度稿，但是目前的水基涂料抗粘砂能力有限，吸水性不佳，涂覆后也不容易干等缺陷，研发一种能克服以上缺陷的水基涂料成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该制备方法简单易行，成本低廉，制备出的水基涂料抗粘砂性强，抗吸水性好，自然快干，强度高，保证了液压件的铸造质量。 [0005] 本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为： （1）液压件铸造用水基涂料中甲组份的制备，甲组份按质量份数计包括以下组分： 耐火材料：20-40份，粘结剂：11-15份，附加剂：5-9份，悬浮剂：4-6份，表面活性剂： 0.5-1.0份，硼酸：1-2份，浓度为20-25%的氨水：2-5份，去离子水：30-35份，其中： 耐火材料为鳞片状石墨与滑石粉的混合物；粘结剂为硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇的混合物；附加剂为氧化铁粉；悬浮剂为Na基膨润土；表面活性剂为羧甲基纤维素和磺烷油的混合物； 甲组份的制备具体操作为： 将甲组份中的耐火材料、附加剂、悬浮剂、表面活性剂送至搅拌器中搅拌15-25min，搅拌速度为125-150r/min，然后加入去离子水中进行混合均匀，搅拌15-20min，搅拌速度为 100-120 r/min，边搅拌边加入硼酸和浓度为20-25%的氨水，等充分混合均匀后送至砂磨机进行研磨1-3h，然后与粘结剂进行混合制得液压件铸造用水基涂料中的甲组份待用； （2）液压件铸造用水基涂料中乙组份的制备，乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：50-75份，氧化铝：10-20份，氧化铬：10-15份，锂基膨润土：2-4份，聚乙烯醇缩丁醛：1-3份，改性脲：0.5-0.8份，酚醛树脂：3-7份，酒精：1-3份； 乙组份的制备具体操作为：先将锂基膨润土和二分之一酒精混合并加入搅拌机进行搅拌10-15min，然后加入剩余酒精和二分之一的镁砂粉、氧化铝及氧化铬继续搅拌 20-25min，然后再加入酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛及剩余的镁砂粉、氧化铝和氧化铬搅拌 10-15min，最后加入改性脲搅拌0.5-1h，出料胶磨得到液压件铸造用水基涂料中的乙组份待用； （3）液压件铸造用水基涂料的制备即甲乙组份的复合： 将步骤（1）中的得到的甲组份喷涂在液压件上然后点火干燥，在甲组份上再喷涂一层步骤（2）中制得的乙组份，两组份复合制成液压件铸造用水基涂料。 [0006] 本发明进一步限定的技术方案为：前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料：21份，粘结剂：13份，附加剂：9份，悬浮剂：4份，表面活性剂：0.8份，硼酸：1份，浓度为22%的氨水：2份，去离子水：35份；乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：60份，氧化铝：15份，氧化铬：12份，锂基膨润土：3份，聚乙烯醇缩丁醛：1份，改性脲：0.8份，酚醛树脂：5份，酒精：3份。 [0007] 前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料：36份，粘结剂：15份，附加剂：7份，悬浮剂：5份，表面活性剂：1.0份，硼酸：1份，浓度为25%的氨水：3份，去离子水：32份；乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：50份，氧化铝：10份，氧化铬：10份，锂基膨润土：2份，聚乙烯醇缩丁醛：2份，改性脲：0.5份，酚醛树脂：7份，酒精：1份。 [0008] 前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料：30份，粘结剂：11份，附加剂：5份，悬浮剂：6份，表面活性剂：0.5份，硼酸：2份，浓度为20%的氨水：5份，去离子水：30份；乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：75份，氧化铝：20份，氧化铬：15份，锂基膨润土：3份，聚乙烯醇缩丁醛：3份，改性脲：0.7份，酚醛树脂：3份，酒精：2份。 [0009] 前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，填料中鳞片状石墨与滑石粉按质量比鳞片状石墨：滑石粉=2:1的比例混合；粘结剂中硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇按质量比硅溶胶：聚醋酸乙烯乳胶：聚乙烯醇=1:1:2:1的比例混合均匀；表面活性剂中羧甲基纤维素和磺烷油按质量比羧甲基纤维素：磺烷油=2:1的比例混合。前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，鳞片状石墨为200-300目。 [0010] 前述液压件铸造用水基涂料的制备方法中，制备出的涂料的性能指标为：pH值为3 8. 5-9.0，比重为1.15-1.19g/cm，涂层的厚度为0.5-1mm悬浮稳定值为88-95%，粘度为 5.5-6Pa·s，发气性为，每分钟20-25ml/g。 [0011] 本发明的有益效果是：本发明中所用的鳞片状石墨的耐火度高，热膨胀小，高温化学稳定性好，本发明中得鳞片状石墨规格为200-300目，石墨控制在这个细度增强了涂料的悬浮稳定性和涂挂性，因为石墨在研磨过程中，颗粒不断产生新生表面，使其具有了较高的吸附能力，从而能使胶团稳定性得到提高。 [0012] 鳞片状石墨抗粘砂机理为：在浇注温度，甚至在低于此温度时，钢或铁的表面不断产生各种铁的氧化物，如氧化亚铁与二氧化硅的反应2FeO+2SiO2-2FeO。SiO2形成了低熔点氧化物-铁橄榄石；或形成熔点更低的三元体系的铁橄榄石，假如氧化亚铁的形成速度与消耗速度相接近，则铁橄榄石层将牢固地粘附在金属表面，而形成化学粘砂层，相反氧化铁的形成速度比消耗速度大，则在铁橄榄石熔层与金属表面间，将逐渐积累起一层氧化铁；铸铁冷却后，凝固的铁橄榄石层便自动地从金属表面剥落下来，而得到光洁的逐渐表面，如果在砂芯和铸件间沉积有光亮的碳层，即相当于沉积的氧化铁层，从而形成的铁橄榄石层便会自动从金属表面上剥落下来，本发明采用的鳞片状石墨做涂料的骨料，其熔点为1500℃高于固定碳，因此沉积在砂芯与铸件之间，所形成的铁橄榄石层会自动地从铸件上剥落下来而不形成粘砂，浇铸出来的液压件其流道非常光洁，无粘砂现象。 [0013] 涂料载体分为水基和醇基两大类，在满足工艺要求的前提下，本发明甲组份中采用水为载体，降低了成本，改善劳动条件，减少环境的污染，在用水为载体时应先将水进行软化处理，降低水中的盐类的含量，以防止水中盐类与涂料悬浮剂发生反应，从而破坏涂料的性能。 [0014] 本发明中加入了Na基膨润土用作悬浮剂，可以防止耐火骨料在涂料中分层沉淀，并使涂料有好的涂挂性。 [0015] 本发明中采用羧甲基纤维素与磺油作为表面活性剂加入涂料中，提高了涂料的附着力，不易脱落，加强了对液压件的保护，延长了其使用寿命，降低了成本。 [0016] 本发明加入的粘结剂低温粘结剂和高温粘结剂的混合物，其中羧甲基纤维素钠的水溶液具有粘性，能显著提高水溶液的粘度，具有抗盐能力和一定的热稳定性；硅溶胶为硅酸的多分子聚合物的胶体溶液，加入硅溶胶增加了涂料的高温强度，提高了耐高温性；加入的聚醋酸乙烯乳液易溶于水，是一种水基胶液，具有最大的脱水度，加入它使得涂料涂层不吸潮，在硬化过程中，不会出现粘合剂迁移的现象，保证了涂层强度的均一性；聚乙烯醇易溶于水，是一种廉价的粘结剂，对水基系统具有增稠作用。 [0017] 本发明中还添加了氧化铁粉，可以防止粘砂，因为氧化铁粉与砂粒能形成2FeOSiO2液相，并使2FeOSiO2接近共晶成分，易形成玻璃体；同时氧化铁粉能增加芯砂与金属界面间形成的氧化层厚度，使氧化层形成的低熔点化合物易从铸件表面清楚； 氧化铁粉的加入还能加大涂料向型砂中渗透能力，能更充分发挥涂料的作用。 [0018] 本发明的乙组份中加入了锂基膨润土作为悬浮剂能明显地改善了涂料的点燃性能；聚乙烯醇缩丁醛具有较好的增稠效果，溶剂化程度较高，作为醇基涂料的增稠剂具有较好的效果，它对溶剂的抗载体流失性具有较好的作用，有效地防止了溶剂的渗透力，提高了涂料的涂挂能力，使涂料具有较好的工艺性能；以改性脲作为流变助剂，其原理是脲的酰氧基与胺的氢基产生化合氢键，同时脲的酰氧基于锂基膨润土的锂离子形成化合氢键，形成大量立体的网状结构，使涂料具有较强的流变特性，使涂料初期的粘度提高，涂料的悬浮性也大大提高，使涂料具有较好的工艺性能。 [0019] 本发明中涂料选用的各组分资源丰富，价格便宜，无毒，制备出的涂料具有安全可靠，运输方便，价格低廉，清洁无污染，悬浮性和涂挂性能好，涂层干燥速度快，节能降耗，操作环境好，提高了制备的安全性，保证了液压件的铸造质量等特点，克服了醇基涂料易燃、易爆、有毒，悬浮稳定性较差，涂挂时，会留下痕迹，普通的水基涂料需要烘干，难以自然干燥，涂层容易稀释等问题。 具体实施方式[0020] 实施例1本实施例提供一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为： （1）液压件铸造用水基涂料中甲组份的制备，甲组份按质量份数计包括以下组分： 甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料为200目的鳞片状石墨：14份，滑石粉： 7份，粘结剂：13份，附加剂：9份，悬浮剂：4份，表面活性剂：0.8份，硼酸：1份，浓度为22%的氨水：2份，去离子水：35份；其中： 粘结剂为硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇的混合物；附加剂为氧化铁粉；悬浮剂为Na基膨润土；表面活性剂为羧甲基纤维素和磺烷油的混合物； 填料中鳞片状石墨与滑石粉按质量比鳞片状石墨：滑石粉=2:1的比例混合；粘结剂中硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇按质量比硅溶胶：聚醋酸乙烯乳胶：聚乙烯醇=1:1:2:1的比例混合均匀；表面活性剂中羧甲基纤维素和磺烷油按质量比羧甲基纤维素： 磺烷油=2:1的比例混合； 甲组份的制备具体操作为： 将甲组份中的耐火材料、附加剂、悬浮剂、表面活性剂送至搅拌器中搅拌15min，搅拌速度为150r/min，然后加入去离子水中进行混合均匀，搅拌18min，搅拌速度为100 r/min，边搅拌边加入硼酸和浓度为25%的氨水，等充分混合均匀后送至砂磨机进行研磨2h，然后与粘结剂进行混合制得液压件铸造用水基涂料中的甲组份待用； （2）液压件铸造用水基涂料中乙组份的制备，乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：60份，氧化铝：15份，氧化铬：12份，锂基膨润土：3份，聚乙烯醇缩丁醛：1份，改性脲：0.8份，酚醛树脂：5份，酒精：3份； 乙组份的制备具体操作为：先将锂基膨润土和二分之一酒精混合并加入搅拌机进行搅拌12min，然后加入剩余酒精和二分之一的镁砂粉、氧化铝及氧化铬继续搅拌20min，然后再加入酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛及剩余的镁砂粉、氧化铝和氧化铬搅拌10min，最后加入改性脲搅拌1h，出料胶磨得到液压件铸造用水基涂料中的乙组份待用； （3）液压件铸造用水基涂料的制备即甲乙组份的复合： 将步骤（1）中的得到的甲组份喷涂在液压件上然后点火干燥，在甲组份上再喷涂一层步骤（2）中制得的乙组份，两组份复合制成液压件铸造用水基涂料； 3 制备出的涂料的性能指标为：pH值为8.5，比重为1.19g/cm，涂层的厚度为0.8mm悬浮稳定值为95%，粘度为6Pa·s，发气性为，每分钟20ml/g。 [0021] 测试：高温抗裂性：将φ50×30mm的试样涂覆一层实施例1中的涂料，然后置于炉温1100℃的炉中急热灼烧2min后，看其表面，涂层无裂纹产生； 高温急热变形：将φ50×30mm的试样涂覆一层1mm后的涂料，然后放在曝热试验仪中，在1250℃下测量其变形情况，其变形量每分钟为0.03%。 [0022] 抗粘砂性：将φ50×75mm的树脂砂试样涂一层1mm的涂料，然后将其半圆头浸入高温铁水1min后，观察其裂纹情况，裂纹程度，仅有轻微的裂纹，试样全部溃散后其涂层仍很完整。 [0023] 实施例2本实施例提供一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为： （1）液压件铸造用水基涂料中甲组份的制备，甲组份按质量份数计包括以下组分： 甲组份按质量份数计包括以下组分：甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料为 300目的鳞片状石墨：24份，滑石粉：12份，粘结剂：15份，附加剂：7份，悬浮剂：5份，表面活性剂：1.0份，硼酸：1份，浓度为25%的氨水：3份，去离子水：32份；其中： 粘结剂为硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇的混合物；附加剂为氧化铁粉；悬浮剂为Na基膨润土；表面活性剂为羧甲基纤维素和磺烷油的混合物； 填料中鳞片状石墨与滑石粉按质量比鳞片状石墨：滑石粉=2:1的比例混合；粘结剂中硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇按质量比硅溶胶：聚醋酸乙烯乳胶：聚乙烯醇=1:1:2:1的比例混合均匀；表面活性剂中羧甲基纤维素和磺烷油按质量比羧甲基纤维素： 磺烷油=2:1的比例混合； 甲组份的制备具体操作为： 将甲组份中的耐火材料、附加剂、悬浮剂、表面活性剂送至搅拌器中搅拌20min，搅拌速度为125r/min，然后加入去离子水中进行混合均匀，搅拌20in，搅拌速度为120 r/min，边搅拌边加入硼酸和浓度为20%的氨水，等充分混合均匀后送至砂磨机进行研磨2h，然后与粘结剂进行混合制得液压件铸造用水基涂料中的甲组份待用； （2）液压件铸造用水基涂料中乙组份的制备，乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：50份，氧化铝：10份，氧化铬：10份，锂基膨润土：2份，聚乙烯醇缩丁醛：2份，改性脲：0.5份，酚醛树脂：7份，酒精：1份； 乙组份的制备具体操作为：先将锂基膨润土和二分之一酒精混合并加入搅拌机进行搅拌10min，然后加入剩余酒精和二分之一的镁砂粉、氧化铝及氧化铬继续搅拌25min，然后再加入酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛及剩余的镁砂粉、氧化铝和氧化铬搅拌15min，最后加入改性脲搅拌0.5h，出料胶磨得到液压件铸造用水基涂料中的乙组份待用； （3）液压件铸造用水基涂料的制备即甲乙组份的复合： 将步骤（1）中的得到的甲组份喷涂在液压件上然后点火干燥，在甲组份上再喷涂一层步骤（2）中制得的乙组份，两组份复合制成液压件铸造用水基涂料； 3 制备出的涂料的性能指标为：pH值为9.0，比重为1.15g/cm，涂层的厚度为0.5mm悬浮稳定值为88%，粘度为5.5Pa·s，发气性为，每分钟25ml/g。 [0024] 测试：高温抗裂性：将φ50×30mm的试样涂覆一层实施例1中的涂料，然后置于炉温1200℃的炉中急热灼烧1min后，看其表面，涂层无裂纹产生； 高温急热变形：将φ50×30mm的试样涂覆一层1mm后的涂料，然后放在曝热试验仪中，在1100℃下测量其变形情况，其变形量每分钟为0.01%。 [0025] 抗粘砂性：将φ50×75mm的树脂砂试样涂一层1mm的涂料，然后将其半圆头浸入高温铁水1min后，观察其裂纹情况，裂纹程度，仅有轻微的裂纹，试样全部溃散后其涂层仍很完整。 [0026] 实施例3本实施例提供一种液压件铸造用水基涂料的制备方法，该液压件铸造用水基涂料包括甲乙两组份，该水基涂料的制备方法具体操作步骤为： （1）液压件铸造用水基涂料中甲组份的制备，甲组份按质量份数计包括以下组分： 甲组份按质量份数计包括以下组分：甲组份按质量份数计包括以下组分：甲组份按质量份数计包括以下组分：耐火材料为250目的鳞片状石墨:20份，滑石粉：10份，粘结剂：11份，附加剂：5份，悬浮剂：6份，表面活性剂：0.5份，硼酸：2份，浓度为20%的氨水：5份，去离子水：30份；其中： 粘结剂为硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇的混合物；附加剂为氧化铁粉；悬浮剂为Na基膨润土；表面活性剂为羧甲基纤维素和磺烷油的混合物； 填料中鳞片状石墨与滑石粉按质量比鳞片状石墨：滑石粉=2:1的比例混合；粘结剂中硅溶胶、聚醋酸乙烯乳胶及聚乙烯醇按质量比硅溶胶：聚醋酸乙烯乳胶：聚乙烯醇=1:1:2:1的比例混合均匀；表面活性剂中羧甲基纤维素和磺烷油按质量比羧甲基纤维素： 磺烷油=2:1的比例混合； 甲组份的制备具体操作为： 将甲组份中的耐火材料、附加剂、悬浮剂、表面活性剂送至搅拌器中搅拌25min，搅拌速度为135r/min，然后加入去离子水中进行混合均匀，搅拌15min，搅拌速度为110 r/min，边搅拌边加入硼酸和浓度为23%的氨水，等充分混合均匀后送至砂磨机进行研磨3h，然后与粘结剂进行混合制得液压件铸造用水基涂料中的甲组份待用； （2）液压件铸造用水基涂料中乙组份的制备，乙组份按质量份数计包括以下组分： 镁砂粉：75份，氧化铝：20份，氧化铬：15份，锂基膨润土：3份，聚乙烯醇缩丁醛：3份，改性脲：0.7份，酚醛树脂：3份，酒精：2份； 乙组份的制备具体操作为：先将锂基膨润土和二分之一酒精混合并加入搅拌机进行搅拌15min，然后加入剩余酒精和二分之一的镁砂粉、氧化铝及氧化铬继续搅拌22min，然后再加入酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛及剩余的镁砂粉、氧化铝和氧化铬搅拌13min，最后加入改性脲搅拌0.8h，出料胶磨得到液压件铸造用水基涂料中的乙组份待用； （3）液压件铸造用水基涂料的制备即甲乙组份的复合： 将步骤（1）中的得到的甲组份喷涂在液压件上然后点火干燥，在甲组份上再喷涂一层步骤（2）中制得的乙组份，两组份复合制成液压件铸造用水基涂料； 3 制备出的涂料的性能指标为：pH值为8.8，比重为1.17g/cm，涂层的厚度为1mm悬浮稳定值为91%，粘度为5.8Pa·s，发气性为，每分钟22ml/g。 [0027] 测试：高温抗裂性：将φ50×30mm的试样涂覆一层实施例1中的涂料，然后置于炉温1150℃的炉中急热灼烧3min后，看其表面，涂层无裂纹产生； 高温急热变形：将φ50×30mm的试样涂覆一层1mm后的涂料，然后放在曝热试验仪中，在1200℃下测量其变形情况，其变形量每分钟为0.02%。 [0028] 抗粘砂性：将φ50×75mm的树脂砂试样涂一层1mm的涂料，然后将其半圆头浸入高温铁水2min后，观察其裂纹情况，裂纹程度，仅有轻微的裂纹，试样全部溃散后其涂层仍很完整。 [0029] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 |
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