[发明专利]金属型离心铸造用涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造用涂料及其制备方法，特别涉及一种金属型离心铸造用涂料及其制备方法，具体来说是涉及一种在用来通过离心铸造生产铸管的金属模具上涂敷的涂料。

背景技术

近年来，基于离心铸造的铸件生产技术发展很快，同时也推动了国内使用离心铸造来生产铸管的技术的发展。众所周知，采用金属型离心铸造技术来生产铸管是一种先进的铸造工艺，在此工艺中，涂料是关键技术，用涂敷过涂料的金属型离心铸造法来生产铸件时，不仅生产率大为提高，劳动强度显著下降，而且铸件质量高，大大降低了废品率。

硅藻土是金属型离心铸造用涂料中最常用的耐火粉料，它的化学成分以SiO₂为主，含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O和有机物质，还有3.5％～3.8％的结晶水等。经过研究，我国长白山硅藻土SiO₂含量高达91.98％，导热率为0.0263W·m^-1·K^-1，堆积密度0.32g/cm³，孔体积0.45cm³/g，比表面积19.1m²·g^-1，杂质少、高温化学性能稳定，加工后能有效除去结晶水和有机物，是离心铸管涂料理想的耐火材料。此外硅藻土的多孔性使得其具有储气功能，不同粒度的硅藻土混合使用，可以提高涂层和铸管的表面质量。

钠基膨润土是水基涂料中最常用的悬浮剂，可使水基涂料具有较好的触变性。钠基膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土，其颗粒质点很小(小于0.1μm)，被水湿润后水分不仅吸附在其颗粒表面，还会进入其晶层之间形成胶体质点，再变为胶体溶液。膨润土质点在胶体溶液中形成空间网状结构，使膨润土浆具有屈服值，耐火粉料的颗粒质点不易下沉。此外，膨润土还可以有效提高涂料的强度(超过4％后，强度无明显变化)。目前，大多企业在涂料中添加较高的膨润土含量，以提高涂料的悬浮性和触变性，但膨润土含量超过高约5％时，往往使泡沫细小分散，不易聚集上浮且涂料发气量很大，往往使得铸管出现较多的气孔。

目前大部分金属型涂料采用水玻璃作为粘结剂。水玻璃作为无机粘结剂，具有较低的发气量，能满足一般生产的要求，但使用水玻璃作为粘结剂的涂料其强度并不稳定。研究发现，当温度升至400～450℃时，水玻璃涂层与铸型壁的附着强度降至0.14～0.15Kg/cm²，这是由于硅凝胶因失水而产生开裂。温度再升高，凝胶烧结，表现为强度升高。当温度达到600℃时，凝胶熔化，附着强度转低，在900～1000℃时的附着强度低于0.15Kg/cm²。离心铸造工艺对金属型涂料强度的要求是：高温强度要高，以抵抗金属液的冲击；残留强度要低，以便于清理。这与水玻璃的随温度变化的强度性能恰恰相反，尤其是水玻璃中含有大量的钠离子，在高温下会形成低熔点化合物，又会加重这种不良倾向。其结果是：在浇铸的高温下涂料强度急剧下降，被金属液冲刷而发生位移，产生局部聚集，造成涂料壁厚不均，导致铸管表面高低不平，表面光洁度太差；同时铸型受热不均匀，产生额外的热应力，影响铸型寿命；当铸管冷却后，残留涂料强度上升，尤其是出现低熔点化合物，强度更高很难清理，对拔管工序和铸型的寿命均有不良的影响。根据上述分析可知，使用水玻璃作为粘结剂的涂料已经很难适合高质量离心铸管的要求。

发明内容

本发明的目的就是针对背景技术中的上述不足，研发新型金属型离心铸造用涂料来代替使用水玻璃的涂料，使其具有较好的触变性、保温性、较低的发气量、适度的烧结现象、较高的高温强度、较低的残留强度等性质，使其在金属型离心铸造工艺中拔管顺利，铸件无针孔、气孔、白口、夹渣、夹砂、机械粘砂、化学粘砂等缺陷，保证铸管有着较高的质量。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种金属型离心铸造用涂料，该涂料含有以下各组分：硅藻土、钠基膨润土、三聚磷酸钠和水。

在上述金属型离心铸造用涂料中，优选：所述涂料还含有硅溶胶。