CN108380815B - 消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法，属于铸造涂料技术领域。其特征是采用质量分数50‑55％的石英粉、10‑12％的云母粉、5‑6％的膨化珍珠岩粉和30‑33％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，并加入其它添加剂，先、后在碾轮式混砂机中干混和湿混原料，获得膏状涂料，然后将膏状涂料放入搅拌机中，并加入水搅拌后获得液体涂料，具有悬浮性好、途挂性好、透气性好，及室温和高温强度高等特点，可以明显提高消失模生产铸件的质量。

Description

消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法

技术领域

本发明公开了一种消失模铸造涂料及其制备方法，特别涉及一种消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法，属于铸造涂料技术领域。

背景技术

消失模铸造，又称实型铸造，是将与铸件尺寸形状相似的泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的铸造方法，具有清砂方便、造型砂可以重复使用、劳动强度低和生产效率高等特点，在铸造生产中获得了广泛应用。涂料涂覆于EPS泡沫模型表面，要求其具有高强度、高透气性，且易从铸件表而脱落等特性。涂料中粘结剂起着重要的作用，无机粘结剂能够保持在常温和高温状态下的强度，有机粘结剂可在常温状态下提高涂层的强度和刚度，以防止在填砂振动时模样被破坏和变形，以保证铸件的表面质量，且在高温浇注状态下被烧失和分解，能够有效地提高涂层的高温透气性。涂料是消失模铸造生产中重要的消耗材料，其质量的高低，对铸件质量有非常重要的影响。

为了提高消失模铸造涂料性能，中国发明专利CN107497992公开了一种消失模铸造涂料及其制备方法和使用方法，所述消失模铸造涂料以重量份数计包括以下组分：耐火骨料68～78份、羟乙基纤维素2～6份、纳基膨润土3～6份、糖浆4～7份、白乳胶2～6份和鳞片石墨粉2～5份。该消失模铸造涂料的各种原料按重量份数进行合理地配比，具有强度高和剥离性好的特点。中国发明专利 CN107214294还公开了一种消失模铸造涂料，具体地说是一种高强度高粘附性消失模铸造涂料：按重量份成分：铝矾土30-40份、锆砂粉30-40份、石英粉20-30 份、鋰基膨润土1-3份、聚乙烯醇缩丁醛2-4.5份、丙烯酸酯树脂1-2份、酚醛树脂1-3份、硅溶胶1-5份、钠基膨润土1-3份、异丙醇0.1-0.5份、CMC：0.5-2 份、JFC：0.1-0.5份；配制：按涂料粉和水的配比1︰0.6-0.8，放入搅拌器，搅拌 1-1.5小时后测量波美度，通过加水将波美度调整在65-70，继续搅拌15-25分钟，放出使用；该发明具有优异的性能：良好的悬浮性、触变性、透气性，较高的表面强度及高粘附性，绿色环保成本低。中国发明专利CN106825389还公开了一种消失模铸造涂料，按重量份计，包括如下组分：石英粉50-60份、植物胶粉1-2 份、高岭土10-15份、膨润土6-8份、甲基丙烯酸甲酯4-6份、氯丁胶乳1-2份以及催化剂0.2-0.4份。该结构的消失模铸造涂料，具有附着力、涂挂性以及流平性均较好的优点。中国发明专利CN106694798还公开了一种粉状消失模铸造涂料及其使用方法，粉状涂料中各组分按重量百分比如下：耐火骨料88.9～ 89.7％，钠基膨润土3.7～4.5％，聚乙烯醇0.78～1.23％，磷酸二氢铝0.82～1.85％，羧甲基纤维素钠0.32～0.44％，膨胀石墨3.8～4.8％。制备时，将上述所有粉料加入搅拌机干混至均匀即得成品粉状消失模铸造涂料。使用时，先加入占粉状涂料重量百分比23.5～37％的水于搅拌机内，启动搅拌机，将粉状涂料慢慢加入搅拌机内，加完料后再继续搅拌1～2小时，即可用于消失模的涂覆。该发明原料中不需要添加甲醛即可达到长时间保存不变质的效果，原料中无需添加表面活性剂，避免了后续使用时添加消泡剂进行消泡的麻烦，成品在常温或高温都具有很高的强度，涂料透气性好，不会释放有毒物质。中国发明专利CN105983646还公开了一种消失模铸造涂料，其特征在于，按质量份数计算包括铝矾土40-50份，锆英粉20-30份，高岭土15-20份，刚玉粉10-15份，粒度为240-300目，还包括膨润土8-12份、水玻璃7-10份、硅溶胶4-5份，聚乙酸乙烯乳液2-3份，硫酸铝1-2份。该涂料原料来源广泛，生产成本低，耐温性能好，铸件表面光滑、无冷隔、不粘砂。中国发明专利CN105458160还公开了一种消失模铸造涂料的配制方法，包括普通涂料、CMC、白乳胶、石英粉、锂基膨润土、活性剂和水，其步骤如下：S1：将普通涂料加适量水置于涂料桶内用搅拌机搅拌40-90min；S2：用波美计测量所述涂料比重；S3：将CMC提前24小时浸泡；S4：将白乳胶和浸泡好的CMC以及适量水倒入涂料桶内，用高速搅拌机搅拌均匀；S5：将石英粉缓缓加入涂料桶内，用高速搅拌机搅拌均匀；S6：将锂基膨润土加入涂料桶内，用高速搅拌机搅拌40-60min；该发明相对于其它涂料简化了生产工艺步骤，有效提高涂料的强度，减少了由于泡沫模型的涂料层在铁水浇注过程中易脱落而形成涂料皮，造成铸件夹皮、夹渣、粘砂等缺陷。中国发明专利CN104226893还公开了一种消失模铸造涂料及其制备方法。涂料由云母粉、石英粉、硅溶胶、水、植物油、明矾、碳酸钙、正丁醇、松香和烷基苯磺酸制成；所述云母粉、石英粉和碳酸钙均过300目筛。涂料制备方法为：将松香置于正丁醇中，缓慢加热至 40-50℃，待松香完全溶解后，加入碳酸钙充分搅拌后得到溶液A，将云母粉和石英粉与硅溶胶充分混合后得到悬浮液B，将烷基苯磺酸溶于水中得到溶液C，将溶液A和悬浮液B充分混合后，加入溶液C，最后加入明矾进行混合得到消失模铸造涂料。该发明的消失模铸造涂料原料来源广泛，生产成本低，制备方法简单，得到的铸件表面光滑，不粘砂。中国发明专利CN103286259还公开了一种方石英消失模铸造涂料，它由方石英、石墨、膨润土、有机粘结剂和外加剂加工而成，其特征在于按重量组份称取方石英10-90，石墨5-90，膨润土1.5-3.0，有机粘结剂2.0-4.0，外加剂1.0-2.0，再加水，混合搅拌成浆糊状，波美度在22-33Be＇，即可。该发明的优点在于：透气性好，悬浮性好，涂层浇注后体积膨胀变化小，铸件表面光洁涂层能自动脱壳的性能，节约成本，工艺简单，提高铸件的成品率。

普通消失模铸造生产铸件时，存在泡沫模型液化燃烧不完全，导致铸件内部易出现气孔，铸件表面易出现夹渣，严重影响铸件的内在质量和表面的外观质量。为了克服消失模铸造存在的这一缺陷，研究人员成功开发了消失模铸造的先烧后浇技术。中国发明专利CN105598369公开了一种消失模生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其生产制备流程包括：制作锤头模样、放置陶瓷预制块、上涂料、箱内粘接锤头模样、头朝下定向凝固、真空负压先烧后浇、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品。该方法生产的锤头无分型面，外型规整，减少了由于错箱、胀箱造成的废品；锤头尺寸精度高，减少了打磨量，既降低了劳动强度，又减少了金属的损失；且锤头耐磨性好，使用寿命长，更加具有实用性。中国发明专利CN105598367还公开了一种用消失模真空负压头朝下生产双金属复合锤头的方法，其生产制备流程包括：制作锤头系统模样、上涂料、箱内制作消失模立体多件组模、头朝下定向凝固、真空负压先烧后浇、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品。该发明解决了现有锤头生产工艺效率低、砂子回收利用难、锤头工作面无法实现定向凝固的问题。中国发明专利CN105598419还公开了一种消失模生产锤头的组合铸造工艺，其生产制备流程包括：制作锤头系统模样、上涂料、箱内制作消失模立体多件组模、头朝下定向凝固、真空负压先烧后浇、振动浇注成形、对锤头铸件毛坯再加工制得成品。该发明使用消失模多个组合串在一起多件串浇，采用真空负压、先烧后浇、振动浇注的方法，使生产出的锤头外表光滑，没有分型面，且具有更高的耐磨性和安全可靠性。但是，目前开发出来的各种消失模铸造涂料，普遍存在强度低，无法实现消失模铸造先烧后浇过程中的硬化空壳的安全浇注。

发明内容

本发明的目的通过改变涂料的组成及其制备方法，实现涂料加热后强度的大幅度提高，确保消失模铸造可以采用先烧后浇工艺，实现硬化空壳浇注，从而大幅度提高铸件质量。本发明消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法可以通过以下工艺步骤来实现：

①采用质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，其中石英粉中120-160目占40％， 180-220目占35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220目占70％，240-280目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占 55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％， 280-320目占8％；先将质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混25-30分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的1.5-2.0％、2.8-3.0％、4.5-4.8％、1.0-1.2％，继续在碾轮式混砂机中干混12-15分钟；

②在步骤①基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.8-1.0％、1.2-1.5％、1.0-1.2％、0.5-0.6％、2.0-2.2％、 0.20-0.25％、0.30-0.35％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.30-0.35％、0.8-1.0％、1.0-1.2％、0.5-0.6％、 0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.6-0.7％、8-10％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混18-20分钟，使所得涂料呈膏状，获得膏状涂料；

③将步骤②中的膏状涂料，放入搅拌机中，并加入水，水的pH值控制在 6.2-6.8，水的加入量占膏状涂料质量分数的30-35％，搅拌机叶轮尖端周速度为 320-350m/min，搅拌30-35分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料。

消失模铸造涂料与一般铸造涂料总体上相当，是由多种性质不同的材料组成的，通常包括耐火骨料、载体、粘结剂、悬浮剂以及其他添加物等组成。耐火骨料是消失模涂料的主体，在消失模涂料中其质量分数通常>50％。本发明采用质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉作为耐火骨料。本发明耐火骨料以廉价的石英粉为主，为了确保涂料的透气性和强度，对耐火骨料的粒度有严格要求，当石英粉中120-160目占 40％，180-220目占35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220 目占70％，240-280目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％，280-320目占8％时，最后得到的涂料在使用过程中具有良好的透气性，并具有高的室温强度和优异的高温强度。在耐火骨料中加入5-6％的膨化珍珠岩粉后，能提高涂料透气性并保持其稳定性，使涂料在高温烧结后的表面变得非常光洁，确保铸造过程中金属熔液的浇注速度大大提高，从而可以提高铸件的外观质量和生产效率。质量分数30％的层片状的云母赋予涂料良好的悬浮性、流平性，涂料干燥后具有良好的韧性，可以防止涂料开裂。烧结莫来石耐火度较高，可达 1790℃以上，抗热震性良好，为了确保涂料的高温强度，本发明耐火骨料中加入质量分数30-33％的烧结莫来石粉。

铸造涂料的载体一般可采用水和乙醇，对消失模铸造涂料而言，考虑施涂、烘干、发气量、价格等方面的原因，本发明采用水作为载体，即为水基涂料。与此同时，水基涂料悬浮性、触变性均好，易于调节。此外，本发明加入占耐火骨料总质量分数的1.5-2.0％无水氯化镁粉，利于无机矿物高温陶瓷化，实现消失模铸造过程中先烧后浇时涂料层的陶瓷化，从而可以提高涂料层高温强度，还可以改善涂料层的抗粘砂性。特别是加入占耐火骨料总质量分数4.5-4.8％的氧化镁粉后，它可以与无水氯化镁粉一起，有利于高温下涂料层强度的进一步提高。加入占耐火骨料总质量分数2.8-3.0％的硫酸铝粉后，可以降低烧结温度，进一步促进涂料高温下的陶瓷化，提高涂料层高温强度。加入占耐火骨料总质量分数 1.0-1.2％的石墨粉，可以改善涂料层的透气性。为了使涂料中各组成物混合均匀，使涂料具有优异的综合性能，本发明先将质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混 25-30分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和 200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的1.5-2.0％、2.8-3.0％、4.5-4.8％、 1.0-1.2％，继续在碾轮式混砂机中干混12-15分钟。

消失模铸造涂料中的粘结剂对涂料层的强度和提高其与模样的附着力至关重要。不仅赋予涂料强度和涂挂性，提高悬浮性，还使涂料层有好的附着性，不与模样发生反应。普通消失模铸造涂料的粘结剂主要有粘土、水玻璃、糖浆、纸浆废液、乳白胶、硅溶胶等。但是，单一采用水玻璃粘结剂，涂料脆性大，易开裂。单一采用粘土、糖浆、纸浆废液、乳白胶、硅溶胶等粘结剂，涂料强度低，使用过程中需要增加涂料厚度，会大幅度增加消失模铸造的生产成本。本发明通过加入占耐火骨料质量分数0.8-1.0％的聚醋酸乙烯胶粘剂、1.2-1.5％的羧甲基纤维素钠、1.0-1.2％的乙酸乙烯酯的聚合物，其中乙酸乙烯酯的聚合物的中文别名是(E)-2-丁烯二酸二-C8-18-烷酯与乙酸乙烯酯的聚合物，化学式为C₈H₁₀O₆，它们的加入可以保证涂料的涂挂性及涂料常温下具有高强度。在此基础上，加入占耐火骨料质量分数0.5-0.6％的磷酸铬、2.0-2.2％的钠基膨润土，以支撑砂型和抵抗金属液的冲刷等作用。常温下有机粘结剂和无机粘结剂共同支承强度，在消失模铸造的先烧后浇时，有机粘结剂被烧化，增加透气性，此时的强度要依靠无机粘结剂，本发明通过调节有机粘结剂和无机粘结剂的加入量，可以使消失模铸造的硬化空壳具有高强度和良好的透气性。

此外，加入占耐火骨料质量分数0.20-0.25％的正丁醇、0.30-0.35％的正戌醇，可以防止涂料使用过程中表面起泡，使与模样接触的涂料层表面光洁。消失模铸造使用的模样多为发泡聚苯乙烯塑料(EPS)，或者是发泡聚甲基丙烯酸甲酯 (EPMMA)，其表面是憎水的。为改变这一现象，本发明加入占耐火骨料质量分数0.5-0.6％的吐温-80和0.6-0.7％的脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03，其中吐温-80 是一种非离子型表面活性剂及乳化剂，由山梨聚糖和油酸通过乙氧基化制得， 0.5-0.6％吐温-80的加入，使涂料与模样润湿，以提高模样与涂料层间的结合强度。而脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03，又称为聚氧乙烯脂肪醇醚，是非离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种。这种类型的表面活性剂是由聚乙二醇(PEG) 与脂肪醇缩合而成的醚，用以下通式表示：RO(CH2CH2O)3H，在室温下为无色透明液体，无毒、无刺激，有良好的乳化性，是重要的非离子表面活性剂，用于本发明涂料中，可以提高涂料与消失模铸造使用的模样间的结合强度，防止涂料脱落。本发明涂料料中加入高锰酸钾既可防止因金属液与涂料发生化学反应而引起的化学粘砂缺陷，又可减少铸铁件的皱皮、铸钢件的增碳缺陷。

本发明涂料制备过程中，在耐火骨料干混基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占耐火骨料总质量分数的0.8-1.0％、1.2-1.5％、1.0-1.2％、 0.5-0.6％、2.0-2.2％、0.20-0.25％、0.30-0.35％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占耐火骨料质量分数的0.30-0.35％、0.8-1.0％、1.0-1.2％、 0.5-0.6％、0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.6-0.7％、8-10％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混18-20分钟，使涂料呈膏状，获得膏状涂料，并将膏状涂料放入搅拌机中，同时加入水，水的pH值控制在6.2-6.8，水的加入量占膏状涂料质量分数的30-35％，搅拌机叶轮尖端周速度控制在320-350m/min，搅拌 30-35分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料。

本发明涂料与现有消失模铸造涂料相比，具有以下优点：

1)本发明涂料性能稳定，悬浮性好，悬浮度达99％以上。

2)本发明涂料层在浇注温度大于1300℃的金属熔液作用下，能迅速发生陶瓷化转变，涂料层的强度随着金属熔液浇注温度的升高和浇注时间的延长反而大幅度提高，耐金属熔液的冲刷性能好，无粉尘污染，且涂料韧性好，在金属熔液的持续冲刷作用下不会发生开裂和剥落，图1是浇注1420℃铸钢后涂料的表面状况图。

3)本发明涂料在63-66℃加热烘干3-4小时后强度的大幅度提高，确保消失模铸造可以采用消失模模样的先烧后浇工艺，实现硬化空壳浇注，从而大幅度提高铸件质量。

4)本发明涂料的高温强度好，易烧结，与涂料层厚度为0.4-0.6mm的常规涂料相比，该涂料的高温抗弯强度大于120MPa，远高于常规涂料，且高温下能够烧结成块，防止粘砂，铸件翻箱后，涂料易剥离。

5)本发明涂料无毒、无味，绿色环保，原料来源方便，涂料制造成本低廉，推广应用具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为实施例1浇注1420℃铸钢后涂料的表面状况图

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1：

消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法，其特征是先、后在碾轮式混砂机中干混和湿混原料，获得膏状涂料，然后将膏状涂料放入搅拌机中，并加入水搅拌后获得液体涂料，具体制备工艺步骤如下：

①采用质量分数50％的石英粉、12％的云母粉、5％的膨化珍珠岩粉和33％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，其中石英粉中120-160目占40％，180-220目占 35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220目占70％，240-280 目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％，280-320目占8％；先将质量分数50％的石英粉、12％的云母粉、5％的膨化珍珠岩粉和33％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混25分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的1.5％、3.0％、4.5％、1.2％，继续在碾轮式混砂机中干混15分钟；

②在步骤①基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.8％、1.5％、1.0％、0.6％、2.0％、0.25％、0.30％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.30％、1.0％、1.0％、0.6％、0.3％、0.5％、0.3％、0.5％、0.6％、10％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混18分钟，使涂料呈膏状，获得膏状涂料；

③将步骤②中的膏状涂料，放入搅拌机中，并加入水，水的pH值控制在6.2，水的加入量占膏状涂料质量分数的30％，搅拌机叶轮尖端周速度为320m/min，搅拌35分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料，涂料性能见表1。

实施例2：

消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法，其特征是先、后在碾轮式混砂机中干混和湿混原料，获得膏状涂料，然后将膏状涂料放入搅拌机中，并加入水搅拌后获得液体涂料，具体制备工艺步骤如下：

①采用质量分数55％的石英粉、10％的云母粉、5％的膨化珍珠岩粉和30％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，其中石英粉中120-160目占40％，180-220目占 35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220目占70％，240-280 目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％，280-320目占8％；先将质量分数55％的石英粉、10％的云母粉、5％的膨化珍珠岩粉和30％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混30分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的2.0％、2.8％、4.8％、1.0％，继续在碾轮式混砂机中干混12分钟；

②在步骤①基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的1.0％、1.2％、1.2％、0.5％、2.2％、0.20％、0.35％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.35％、0.8％、1.2％、0.5％、0.4％、0.4％、0.4％、0.4％、0.7％、8％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混20分钟，使涂料呈膏状，获得膏状涂料；

③将步骤②中的膏状涂料，放入搅拌机中，并加入水，水的pH值控制在6.8，水的加入量占膏状涂料质量分数的35％，搅拌机叶轮尖端周速度为350m/min，搅拌30分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料，涂料性能见表1。

实施例3：

消失模铸造硬化空壳涂料及其制备方法，其特征是先、后在碾轮式混砂机中干混和湿混原料，获得膏状涂料，然后将膏状涂料放入搅拌机中，并加入水搅拌后获得液体涂料，具体制备工艺步骤如下：

①采用质量分数51％的石英粉、11％的云母粉、6％的膨化珍珠岩粉和32％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，其中石英粉中120-160目占40％，180-220目占 35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220目占70％，240-280 目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％，280-320目占8％；先将质量分数51％的石英粉、11％的云母粉、6％的膨化珍珠岩粉和32％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混28分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的1.8％、2.9％、4.6％、1.1％，继续在碾轮式混砂机中干混14分钟；

②在步骤①基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.9％、1.4％、1.1％、0.55％、2.1％、0.22％、0.32％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.32％、0.9％、1.1％、0.55％、0.35％、0.45％、0.35％、0.45％、0.65％、9％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混19分钟，使涂料呈膏状，获得膏状涂料；

③将步骤②中的膏状涂料，放入搅拌机中，并加入水，水的pH值控制在6.6，水的加入量占膏状涂料质量分数的32％，搅拌机叶轮尖端周速度为340m/min，搅拌33分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料，涂料性能见表1。

表1涂料性能

本发明涂料性能稳定，悬浮性好，悬浮度达99％以上。本发明涂料的流杯粘度适中，流杯粘度过大易导致涂料涂刷性不好或涂料层开裂，流杯粘度较小导致涂料涂挂性差，本发明涂料涂挂性好，涂挂烘干后不开裂。本发明涂料层在浇注温度大于1300℃的金属熔液作用下，能迅速发生陶瓷化转变，涂料层的强度随着金属熔液浇注温度的升高和浇注时间的延长反而大幅度提高，耐金属熔液的冲刷性能好，无粉尘污染，且涂料韧性好，在金属熔液的持续冲刷作用下不会发生开裂和剥落，本发明涂料在63-66℃加热烘干3-4小时后强度的大幅度提高，抗弯强度达到40MPa以上，确保消失模铸造生产过程中可以采用消失模模样的先烧后浇工艺，实现硬化空壳浇注，从而大幅度提高铸件质量。本发明涂料的高温强度好，易烧结，与涂料层厚度为0.4-0.6mm的常规涂料相比，该涂料的高温抗弯强度大于120MPa，远高于常规涂料，且高温下能够烧结成块，防止粘砂，铸件翻箱后，涂料易剥离。本发明涂料无毒、无味，绿色环保，原料来源方便，涂料制造成本低廉，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Claims (2)

1.一种消失模铸造硬化空壳涂料的制备方法，所述的消失模铸造采用先烧后浇工艺，实现硬化空壳浇注；其特征在于，包括以下步骤：

①采用质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉作为耐火骨料，其中石英粉中120-160目占40％，180-220目占35％，230-270目占20％，280-320目占5％；云母粉中160-220目占70％，240-280目占30％；膨化珍珠岩粉中160-220目占45％，240-280目占55％；烧结莫来石粉中120-160目占35％，180-220目占45％，230-270目占12％，280-320目占8％；先将质量分数50-55％的石英粉、10-12％的云母粉、5-6％的膨化珍珠岩粉和30-33％的烧结莫来石粉在碾轮式混砂机中干混25-30分钟，然后依次加入200-260目的无水氯化镁粉、200-260目的硫酸铝粉和200-260目的氧化镁粉、380-420目的石墨粉，无水氯化镁粉、硫酸铝粉、氧化镁粉、石墨粉加入量分别占耐火骨料总质量分数的1.5-2.0％、2.8-3.0％、4.5-4.8％、1.0-1.2％，继续在碾轮式混砂机中干混12-15分钟；

②在步骤①基础上，再往碾轮式混砂机中加入聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇、甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03和水，其中聚醋酸乙烯胶粘剂、羧甲基纤维素钠、乙酸乙烯酯的聚合物、磷酸铬、钠基膨润土、正丁醇、正戌醇的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.8-1.0％、1.2-1.5％、1.0-1.2％、0.5-0.6％、2.0-2.2％、0.20-0.25％、0.30-0.35％；甲醛、锂基膨润土、凹凸棒石粘土、吐温-80、高锰酸钾、冰晶石、硅酸钠、淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-03、水的加入量分别占步骤①中耐火骨料总质量分数的0.30-0.35％、0.8-1.0％、1.0-1.2％、0.5-0.6％、0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.3-0.4％、0.4-0.5％、0.6-0.7％、8-10％；然后继续在碾轮式混砂机中湿混18-20分钟，使所得涂料呈膏状，获得膏状涂料；

③将步骤②中的膏状涂料，放入搅拌机中，并加入水，水的pH值控制在6.2-6.8，水的加入量占膏状涂料质量分数的30-35％，搅拌机叶轮尖端周速度为320-350m/min，搅拌30-35分钟后，即可获得消失模铸造硬化空壳液体涂料。

2.按照权利要求1所述的方法制备得到的消失模铸造硬化空壳涂料。

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