专利名称：改良的消失模用水基涂料的制作方法
技术领域：
本发明是对使用在消失模铸造工艺中的消失模涂料的改进，尤其涉及一种可保持原有涂料性能，浇注时透气性高的消失模用水基涂料。
背景技术：
消失模铸造是采用泡沫塑料(EPS)制作芯模(俗称消失模)，然后置入专用砂箱内，在负压状态下浇注，高温金属融液通过置换(融化、充盈)芯模冷却成型的铸造工艺。由于EPS在造型过程中强度不够、易变形，因此通常在EPS模型外面涂刷一层能提高强度和刚度的涂料。消失模涂料对铸件质量影响极大，许多铸造缺陷如气孔、粘砂等都与涂料密切相关，如浇注过程中消失模热解产生的大量液态及气态产物，必须通过涂层排到型砂中，否则会使铸件表面产生缺陷(如铸件表面、内在及皮下产生气孔缺陷)。而简单增加涂料的透气性，又会影响涂料的其他性能，如通过增大涂料耐火骨料颗粒，虽然会增加涂料透气性，但浇注会造成铸件表面粘砂，铸件产品表面不光洁，糙度大，而且粘砂难以清除，这是消失模铸造所不希望的。因此各种涂料配方，其透气率大都相似，且一般都不会很高，透气率通常只有20-30ml/mm2·s左右。然而涂料透气率低，又会带来因透气性不好，不利于消失模热解气体的排出，而给铸件带来缺陷，因此消失模涂料的透气性，一直是困扰消失模铸造的一大难点，长期以来没有得到理想解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种既不影响涂料其他性能，又能够较大幅度提高浇注时透气性，满足排气要求的消失模用水基涂料。
本发明目的实现，主要改进是通过在消失模涂料组成中引入有机短纤维，从而使涂料在浇注受热状态，先于消失模气化，从而在涂料层上留出众多排气气孔，为滞后气化的消失模排气留出通道，这样在保证涂料原有性能前提下，克服了涂料浇注时透气差造成的缺陷。具体说，本发明消失模用水基涂料，包括有耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，其特征在于所述涂料中还有0.1-1.0％WT(按耐火骨料计)的有机短纤维。
本发明在涂料中加入有机短纤维，因其气化温度低，可以先于消失模气化，从而在涂料层上留下大量惯通蜂孔，有利于消失模气化后气体排出，而又不会造成涂料本身孔隙大带来粘砂。有机短纤维加入量低于0.1％，因加入量过少则气化成孔效果不明显；加入量过大，又会给涂料的流平性带来不良影响，这也是不希望的，经试验本发明有机短纤维加入量以0.1-1.0％较为恰当，但不是精确极值，小范围适当偏离并不会造成损害性缺陷。本发明有机短纤维加入量较好为0.3-0.5％，可以获得较理想的透气率，涂料的流平性又好。
本发明涂料，可以根据不同的消失模铸造要求选择相应的耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，这对于技术人员来说是公知的，有机短纤维加入与原涂料组成具有很好的相容性，不会改变原涂料的性质和使用性能，因此能与已知任何消失模涂料混配，同样能达到前述目的。为有利于提高消失模低温早期强度，使在装箱入砂、搬运过程中，涂料不易脱落和开裂，较好是在粘结剂中加进聚乙烯醇(PVA)例如0.6-1.2％，粘结剂中较好采用膨润土和羧甲基纤维素，例如1-6％的膨润土和0.2-0.8％的羧甲基纤维素，它们不仅具有粘结作用，而且还具有较高的穿透性，流平性，从而使涂料的附着能力和强度更高。耐火骨料优选采用60-70％的石英砂和30-40％的铝矾土，两者配合，不仅具有成本低，而且结壳性和耐高温性好。所述耐火骨料，其粒度较好采用100-200目，这样组成的涂料表面光洁不易粘砂，有利于提高铸件表面质量，其中更好一种方案为铝矾土采用150-200目。
本发明由于在消失模涂料中引入有机短纤维，因其气化温度(约155-160℃)低于消失模白模的汽化温度，因而在浇注过程中，涂料层中的有机短纤维先行气化，从而在厚的涂料层上留下大量惯通的蜂孔微气孔，透气率可较冷态提高1倍以上，这样消失模气化产生的大量气体则可通过涂层上大量微细蜂孔气孔排出，从而有效避免了因涂料透气性不够带来的铸造缺陷，在涂刷制模时，又不会因涂料本身孔隙高率，而形成粘砂。此外，涂料中加入短纤维后还可使涂料在干燥时因短纤维的相互搭接而不易开裂，又有效防止了制模时的开裂现象。用本发明涂料铸造的产品，具有表面光洁，内部组织致密，无气孔，正品率高。
以下结合一个具体实施例，进一步说明本发明。
具体实施例方式
实施例1铸铁件用消失模涂料，由70％(WT，下同)100-200目的石英砂颗粒和.30％的150-200目铝矾土作骨料，外加(以耐火骨料计，下同)0.8-1.2％聚乙烯醇(PVA)，2-5％活化膨润土，0.3-0.6％羧甲基纤维素(CMC)，0.3-0.5％有机短纤维，适量水组成。将活化润土用1∶6的水调成浆，放置24-30小时备用；CMC以1∶30的水浸泡8-16小时备用；PVA用1∶10的开水溶解搅拌均匀；将耐火骨料、有机短纤维放在搅拌机内干混均匀，再加入上述三种液体搅拌混合均匀。
所得涂料PH值在6-9之间，100ml涂料在12小时内的悬浮性100％，粘度20-40，涂层厚1-2.5mm，密度(波美度)60-75，纤维素气化后，透气性45-80ml/mm2·s，为未加有机短纤维的2倍以上，自干性好，自干后涂层不开裂，涂挂时具有良好的流平性和不流淌性。
实施例2碳钢件用消失模涂料，150-200目铝矾土100％，外加(以耐火骨料计，下同)0.8-1.2％聚乙烯醇，1.5-2.5％活化膨润土，0.15-0.3％CMC，0.3-0.5％有机短纤维，适量水组成。方法同上。
实施例3铸铜件用消失模涂料，150-200目铝矾土70％，150-250目氧化铝30％，外加(以耐火骨料计，下同)0.6-0.8％聚乙烯醇，1.5-2.5％活化膨润土，0.1-0.2％CMC，0.3-0.5％有机短纤维，适量水组成。方法同上。
权利要求
1.一种消失模用水基涂料，包括有耐火骨料、粘结剂和悬浮剂，其特征在于所述涂料中还有0.1-1.0％WT(按耐火骨料计)的有机短纤维。
2.根据权利要求1所述消失模用水基涂料，其特征在于所说有机短纤维加入量为0.3-0.5％。
3.根据权利要求1或2所述消失模用水基涂料，其特征在于所说粘结剂中有0.6-1.2％聚乙烯醇。
4.根据权利要求4所述消失模用水基涂料，其特征在于所说粘结剂为0.6-1.2％的聚乙烯醇和1-6％的膨润土和0.2-0.8％的羧甲基纤维素。
5.根据权利要求1或2所述消失模用水基涂料，其特征在于所说耐火骨料为60-70％的石英砂和30-40％的铝矾土。
6.根据权利要求5所述消失模用水基涂料，其特征在于所说耐火骨料颗粒为100-200目。
7.根据权利要求6所述消失模用水基涂料，其特征在于所说铝矾土颗粒为150-200目。
全文摘要
本发明是对使用在消失模铸造工艺中的消失模涂料的改进，尤其涉及一种可保持原有涂料性能，浇注时透气性高的消失模用水基涂料，其特征在于所述涂料中还有0.1－1.0％WT(按耐火骨料计)的有机短纤维。使得在在浇注过程中，涂料层中的有机短纤维先行气化，从而在厚的涂料层上留下大量惯通的蜂孔微气孔，透气率可较冷态提高1倍以上，这样消失模气化产生的大量气体则可通过涂层上大量微细蜂孔气孔排出，从而有效避免了因涂料透气性不够带来的铸造缺陷。此外，涂料中加入短纤维后还可使涂料在干燥时因短纤维的相互搭接而不易开裂，又有效防止了制模时的开裂现象。用本发明涂料铸造的产品，具有表面光洁，内部组织致密，无气孔，正品率高。
文档编号B22C3/00GK1663707SQ20051003828
公开日2005年9月7日 申请日期2005年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者曹博海 申请人:曹博海