一种灰铁金属型铸造用涂料的快速制备方法 |
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申请号 | CN201510854826.9 | 申请日 | 2015-11-30 | 公开(公告)号 | CN105458162A | 公开(公告)日 | 2016-04-06 |
申请人 | 中北大学; | 发明人 | 赵宇宏; 王萍萍; 靳玉春; 侯华; 刘占凯; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种灰 铁 金属型 铸造 用涂料的快速制备方法,是以 莫来石 、 硅 藻土为耐火 骨料 , 磷酸 铝 、 水 玻璃为粘结剂, 膨润土 、羧甲基 纤维 素钠为悬浮剂,去离子水为载液 溶剂 ,经配置溶液、混浆、搅拌、碾压、陈化,制成灰铁金属型铸造用涂料,涂料为粘稠状液体,粘结 力 强,均匀度好,固着度好,发气性为8.36mL/g,导热系数为1.5396W·m-1·K-1,悬浮性为99.5%,此制备方法工艺先进,工艺流程短、速度快、数据精确翔实,材料配比合理,是先进的灰铁金属型铸造用涂料的制备方法。 | ||||||
权利要求 | 1.一种灰铁金属型铸造用涂料快速制备方法,其特征在于:使用的化学物质材料为:莫来石、硅藻土、磷酸铝、水玻璃、羧甲基纤维素钠、膨润土、去离子水,其组合准备用量如下: |
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说明书全文 | 一种灰铁金属型铸造用涂料的快速制备方法[0001] 技术领域[0003] 背景技术[0004] 金属型铸造是一种先进的铸造工艺,在有色金属领域已经取得了广泛的应用,但在灰铁零件的制造中应用一直较少,近年来随着模具寿命的提高,灰铁金属型铸造的研究已经取得了一定的进展。 [0005] 在金属型铸造中必须使用涂料,以避免在铸造过程中高温金属液对模具热冲击,从而延长模具寿命,更好的保障铸件形状、金属均匀性和产品质量。 [0006] 目前,在灰铁金属型铸造中使用的涂料是以铝矾土、锆英粉和铬铁矿粉制备的耐火涂料,但这些骨料的隔热性能较差;灰铁金属型铸造的浇铸温度在1300℃-1400℃之间,高温和热疲劳使得模具的寿命大大缩短,这就要求涂料在具有高熔点的同时还要具备优良的隔热性能,以减少金属液对模具的高温冲击,目前使用的涂料很难满足这些技术上的要求。 [0007] 发明内容[0008] 发明目的本发明的目的是针对背景技术的不足状况,以莫来石、硅藻土为耐火骨料,膨润土和羧甲基纤维素钠为悬浮剂、磷酸铝和水玻璃为粘结剂、去离子水为载液溶剂,经配置混浆、搅拌、碾压、陈化,制成粘稠状涂料,以大幅度提高灰铁金属型铸造用涂料的性能。 [0009]技术方案 本发明使用的化学物质材料为:莫来石、硅藻土、膨润土、羧甲基纤维素钠、磷酸铝、水玻璃、去离子水,其组合准备用量如下:以克、毫升为计量单位 莫来石:Al6Si2O13 850g±0.1g 硅藻土:SiO2 150 g±0.1g 膨润土:Na0.3(3 Al,Mg,Fe)2[(Si,Al)4O10(] OH)2·4H2O 40g±0.1g 羧甲基纤维素钠:C8H16NaO8 10g±0.1g 磷酸铝:AlPO4 30 g±1g 水玻璃:Na2SiO3·9H2O 20g±0.1g 去离子水:H2O 3000mL±50mL 制备方法如下 (1)精选化学物质材料 对制备使用的化学物质材料要进行精选,并进行质量纯度控制: 莫来石:固态粉体 96% 硅藻土:固态粉体 92.3% 膨润土:固态粉体 90% 羧甲基纤维素钠:98% 磷酸铝:固态粉体 97% 水玻璃:液态胶体 97% 去离子水:液态液体,99.9% (2)配置羧甲基纤维素钠水溶液 称取羧甲基纤维素钠10g±0.1g,量取去离子水200mL±0.1mL,加入烧杯中,混合搅拌 30min,成0.19mol/L的羧甲基纤维素钠水溶液; (3)配置膨润土水溶液 称取膨润土40g±0.1g,量取去离子水400mL±0.1mL,加入烧杯中,混合搅拌30min,成 0.141mol/L的膨润土水溶液; (4)混浆 称取莫来石850g±0.1g、硅藻土150g±0.1g、磷酸铝30g±0.1g、水玻璃20g±0.1g;量取羧甲基纤维素钠水溶液200mL±0.1mL、膨润土水溶液400mL±0.1mL、去离子水300mL± 0.1mL;加入到混浆机中; 开启混浆机,混浆机转数为60r/min,使混浆机内的化学物质混合均匀,成混浆液; (5)碾压混浆液 碾压混浆液是在碾压机上进行的,是在碾压、加水过程中完成的; ①将混浆液置于碾压机的浆液箱内; ②开启浆液箱的进液口,向碾压机内输入混浆液;混浆液输入速度4mL/min; ③开启碾压机,进行碾压,碾压转数36r/min,碾压压强1.6Mpa; ④在碾压过程中进行碾压循环,碾压循环次数为8次,碾压后成粘稠状浆液; (6)静置陈化 将碾压后的粘稠状浆液收集于不锈钢容器内,在25℃下静置陈化24h,陈化后即为灰铁金属型铸造用涂料; (7)检测、分析、表征 对制备的灰铁金属型铸造用涂料的形貌、色泽、成分、化学物理性能进行检测、分析、表征; 用GET-3智能发气性测定仪进行涂料的发气性分析; 用保温性能测定仪进行涂料的保温性能分析; 用Φ25mm×100mL的具塞量筒进行悬浮性分析; 结论:灰铁金属型铸造用涂料为灰黑色粘稠状浆液,发气性为8.36mL/g,导热系数为-1 -1 1.5396W·m ·K ,悬浮性为99.5%; (8)浆液储存 制备的粘稠状浆液储存于金属筒形容器中,密闭储存,要防火、防晒、防潮、防酸碱盐侵蚀,储存于阴凉洁净环境,储存温度20℃,相对湿度≤10%。 [0010]有益效果 本发明与背景技术相比具有明显的先进性,是以莫来石、硅藻土为耐火骨料,磷酸铝、水玻璃为粘结剂,羧甲基纤维素钠、膨润土为悬浮剂,去离子水为载液溶剂,经配置溶液、混浆、搅拌、碾压、陈化,制成灰铁金属型铸造用涂料,涂料为粘稠状液体,粘结力强、均匀度好、固着度好,发气性为8.36mL/g,导热系数为1.5396W·m-1·K-1,悬浮性为99.5%,此制备方法工艺先进,工艺流程短,速度快,数据精确翔实,材料配比合理,是先进的灰铁金属型铸造用涂料的快速制备方法。 附图说明 [0011] 图1、灰铁金属型铸造用涂料碾压状态图图2、灰铁金属型铸造用涂料微观形貌图 图3、灰铁金属型铸造用涂料衍射强度图谱 图中所示,附图标记清单如下: 1、控制台,2、显示屏,3、指示灯,4、电源开关,5、碾压电机调控器,6、下碾盘,7、上碾盘, 8、碾压电机,9、混浆槽,10、混浆槽盖,11、水槽,12、水槽盖,13、进料筒,14、控浆阀,15、控水阀,16、出液管,17、产物箱,18、混浆液,19、去离子水。 [0012] 具体实施方式[0013] 以下结合附图对本发明做进一步说明:图1所示,为灰铁金属型铸造用涂料碾压状态图,各部位置要正确,按量配比,按序操作。 [0014] 制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的,以克、毫升为计量单位。 [0015] 灰铁金属型铸造用涂料混浆液的碾压是在碾压机上进行的,是在碾压、加水过程中完成的;碾压机为立式,碾压机的下部为控制台1,在控制台1的上部为下碾盘6,在下碾盘6的上部是上碾盘7,上碾盘7的上部连接碾压电机8,在碾压电机8的上部设有混浆槽9,混浆槽9上部为混浆槽盖10,混浆槽盖10的上部为水槽11,水槽11上部为水槽盖12,混浆槽9内为混浆液18,水槽11内为去离子水19;在上碾盘7、混浆槽9、水槽11内的中间位置设有进料筒13,进料筒13穿过碾压电机8的中间位置;进料筒13的上部依次设有控水阀15、控浆阀14,控水阀 15调控去离子水19的流量,控浆阀14调控混浆液18的流量;在下碾盘6的右下部设有出液管 16,出液管16连接产物箱17;在控制台1上设有显示屏2、指示灯3、电源开关4、碾压电机调控器5。 [0016] 图2所示,为灰铁金属型铸造用涂料微观形貌图,图中所示,莫来石与硅藻土结合紧密,其余组分分布在莫来石与硅藻土表面,形成分布均匀的一体,无明显的聚集现象。 [0017] 图3所示,为灰铁金属型铸造用涂料衍射强度图,图中所示,主峰为SiO2,其它为莫来石相。 |