一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层的制作方法

本发明属于铸造涂层，特别涉及一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层。

背景技术：

1、铝合金用低压铸造金属型涂料，是涂覆在金属模具上，用于阻隔铝水和金属模具。目的在于保护金属型，浇注时可以减轻铝液对金属型的冲击以及在取件时，减轻铸件对金属型的磨损。同时，铝水的浇注温度较低，因此还要求该涂层具有较好的保温性确保充分充型，不出现冷隔等缺陷。

2、传统的砂型涂料为一次性，即在落砂后，涂层自溃散。而金属型由于铸件浇注温度低，起模温度高等特点，往往为连续作业，这就要求涂层具有一定的使用寿命。目前市场上的保温涂料，一般以硅藻土为主骨料，利用硅藻土的自身特性，但是单独硅藻土的强度低，不耐磨，使用寿命短。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，具有使用寿命长、耐用性好、有利于连续化作业的效果。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：包括第一层涂料、第二层涂料、第三层涂料，第一层涂料内包括低温陶瓷釉，第二层涂料内包括中空玻璃微珠，第三层涂料包括硅藻土、六铝酸钙晶须。

3、本发明的进一步设置为：按重量份数计，第一层涂料原料包括：低温陶瓷釉10-20份、宝珠砂10-20份、普通水玻璃20-40份，改性水玻璃10-15份、纳米氧化锌1-3份、水5-15份。

4、本发明的进一步设置为：第一层涂料中，低温陶瓷釉为熔点在800-1000℃的搪瓷釉料，粒度200目；改性水玻璃为磷酸盐改性水玻璃，水玻璃的模数2.2-2.8。

5、本发明的进一步设置为：按重量份数计，第二层涂料原料包括：中空玻璃微珠100份、分散剂2-4份、增稠剂2-5份、水玻璃10-15份、水10-30份。

6、本发明的进一步设置为：第二层涂料中，中空玻璃微珠粒径为10-50μm，中空率＞95％，分散剂为三聚磷酸钠，增稠剂：粘土，硅酸镁锂其中的一种或多种，水玻璃的模数2.2-2.8。

7、本发明的进一步设置为：中空玻璃微珠使用亲水剂改性，改性方法如下：每1kg中空微珠置于1000ml,浓度为0.01mol/l氢氧化钠中，回流加热55-65℃搅拌，处理30min后抽滤洗净待用。

8、通过采用上述技术方案：目的是减少其表面的油污，并增加其表面的粗糙度，便于增加与水玻璃的结合面积。

9、本发明的进一步设置为：按重量份数计，第三层涂料原料包括硅藻土80-90份、六铝酸钙晶须5-15份、水玻璃15-20份、水10-20份。

10、本发明的进一步设置为：第三层涂料中，六铝酸钙晶须长度30-50μm，水玻璃模数是2.8-3.2。

11、本发明的进一步设置为：第一层涂料厚度是0.05-0.1mm，第二层涂料厚度是0.1-0.15mm，第三层涂料厚度是0.15-0.2mm。

12、本发明的进一步设置为：铝合金低压铸造的金属型保温涂层的导热系数为0.18-0.24w/(m·k)。

13、本发明的有益效果是：。

14、1、第一层涂料作为基质层，主要是提高金属型和无机材料之间起过渡粘结作用。第二层涂料，以中空微珠为主材料的层，颗粒均匀的中空微珠彼此点接触，中间会搭出更多的孔结构。第三层涂料，以硅藻土和六铝酸钙晶须为主的面层(接触铝水)。面层中增加抗铝液润湿性的纤维，增强其耐磨性和强度。

15、2、第一层涂料中低温陶瓷釉的主要作用是传热过程中形成高粘液态物质粘住基体，纳米氧化锌的作用是可以形成一定的反热辐射作用，将从第三层涂料通过第二层涂料的中空结构的热辐射反射到第三层涂料。改性水玻璃可以增强于金属基体的附着力。

16、3、第二层涂料的中空玻璃微珠可以搭成孔隙结构，形成一层类均匀分布的中空结构，在高温下，中空玻璃微珠表面形成一定玻璃相，持续粘结第一层涂料和第三层涂料，使得涂层更加致密。同时在铝水的作用下，球状中空结构不会坍塌，依旧保持中空结构。

17、4、第一层涂料、第二层涂料、第三层涂料中的水玻璃均起到粘结剂的作用，且第三层涂料的水玻璃选用高模数水玻璃，耐火度高，强度高。在该温度区域韧性较好，涂层可以经得住反复冷热冲击。

18、5、现有技术中有使用微珠和其他颗粒或耐火填料互混来增加涂层孔洞的，但会导致孔洞呈离散状，且玻璃微珠与耐火填料之间存在热收缩不匹配的问题，反复高温、冷却下涂层极易出现裂纹，影响寿命。本发明采用三层涂料的设计，第二层涂料主要材料为中空玻璃微珠，不包括其他颗粒或耐火填料，单独形成一层，能很好地克服上述现有技术的缺陷。

19、6、本发明的三层涂料各起到不同的作用，制备简单，使用时涂层寿命高，多次使用后只需轻微修补第三层涂料即可满足下一次作业要求，更加有利于连续化作业。

技术特征：

1.一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：包括第一层涂料、第二层涂料、第三层涂料，第一层涂料内包括低温陶瓷釉，第二层涂料内包括中空玻璃微珠，第三层涂料包括硅藻土、六铝酸钙晶须。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：按重量份数计，第一层涂料原料包括：低温陶瓷釉10-20份、宝珠砂10-20份、普通水玻璃20-40份，改性水玻璃10-15份、纳米氧化锌1-3份、水5-15份。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：第一层涂料中，低温陶瓷釉为熔点在800-1000℃的搪瓷釉料，粒度200目；改性水玻璃为磷酸盐改性水玻璃，水玻璃的模数2.2-2.8。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：按重量份数计，第二层涂料原料包括：中空玻璃微珠100份、分散剂2-4份、增稠剂2-5份、水玻璃10-15份、水10-30份。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：第二层涂料中，中空玻璃微珠粒径为10-50μm，中空率＞95％，分散剂为三聚磷酸钠，增稠剂：粘土，硅酸镁锂其中的一种或多种，水玻璃的模数2.2-2.8。

6.根据权利要求4所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：中空玻璃微珠使用亲水剂改性，改性方法如下：每1kg中空微珠置于1000ml,浓度为0.01mol/l氢氧化钠中，回流加热55-65℃搅拌，处理30min后抽滤洗净待用。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：按重量份数计，第三层涂料原料包括硅藻土80-90份、六铝酸钙晶须5-15份、水玻璃15-20份、水10-20份。

8.根据权利要求7所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：第三层涂料中，六铝酸钙晶须长度30-50μm，水玻璃模数是2.8-3.2。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：第一层涂料厚度是0.05-0.1mm，第二层涂料厚度是0.1-0.15mm，第三层涂料厚度是0.15-0.2mm。

10.根据权利要求1-8任一所述的一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，其特征在于：铝合金低压铸造的金属型保温涂层的导热系数为0.18-0.24w/(m·k)。

技术总结
本发明属于一种铝合金低压铸造的金属型保温涂层，包括第一层涂料、第二层涂料、第三层涂料，第一层涂料内包括低温陶瓷釉，第二层涂料内包括中空玻璃微珠，第三层涂料包括硅藻土、六铝酸钙晶须。第一层涂料作为基质层，主要是提高金属型和无机材料之间起过渡粘结作用。第二层涂料，以中空微珠为主材料的层，颗粒均匀的中空微珠彼此点接触，中间会搭出更多的孔结构。第三层涂料，以硅藻土和六铝酸钙晶须为主的面层(接触铝水)。面层中增加抗铝液润湿性的纤维，增强其耐磨性和强度。本发明的三层涂料各起到不同的作用，制备简单，使用时涂层寿命高，多次使用后只需轻微修补第三层涂料即可满足下一次作业要求，更加有利于连续化作业。

技术研发人员：付璐伟,付卫东,张建
受保护的技术使用者：襄阳聚力新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15