CN102773404B - 一种铸铁用防白口涂料及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸铁用防白口涂料，该涂料包括以下重量份的各组分：石墨粉100份、硅粉10～30份、水玻璃4～12份、膨润土2～4份、水200～300份。该涂料的制备方法包括以下步骤：a)将石墨粉、硅粉、膨润土干混混匀得到混合物I；b)向混合物I中加入水玻璃湿混混匀得到混合物II；c)向混合物II加入水，连续混至胶体状即可。该涂料使用方法包括以下步骤：a)向砂型或金属型的型腔表面均匀喷涂或涂刷厚度0.1-0.3mm所述的防白口涂料；b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。本发明的防白口涂料通过涂于型腔表面来对铸件表面改性，可以获得无白口、切削加工性能优异的高性能铸铁件。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种铸铁用防白口涂料及其制备和使用方法。
背景技术
铸铁是最常见的铸造材料，铸铁件约占铸件总产量的70％。铸铁件一旦出现白口，就会使铸件的加工性能急剧恶化，以至成为废品。据统计，铸铁生产中，大约有15～30％的次品和废品是由于铸件加工性能差而造成的。所以，铸铁生产中防止出现白口、改善切削性能是一个普遍关心的问题。
现有技术中，为了防止白口和改善切削性能，采取的技术措施主要有两条：(1)控制铸铁液的熔炼与变质过程，降低合金液的白口倾向，具体措施：是提高铁液的碳含量、硅含量，降低反石墨化元素含量，增加孕育剂用量等，这种措施虽然可以防止白口，但使铸件性能有所降低或者增加了材料消耗；(2)控制浇入铸型后铁液的冷却速度，使铁液趋向于平衡凝固，抑制渗碳体的形成，如使用干型、延长开箱落砂时间、使用缓冷涂料等。这些措施虽然对防白口有一定作用，但是，铸铁的组织随着冷却速度的减小而粗化，性能相应地也有所下降。
为了细化组织，改善铸铁性能，近年来使用金属型生产铸铁件成为一个新的发展趋势。但是，金属型的冷却速度显著高于传统的砂型，因此，如何防止白口成为铸铁生产中一个重要问题。能否有效防止白口、确保切削加工性能，成了能否进行金属型铸造铸铁的限制环节。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种铸铁用防白口涂料，通过将涂料涂于型腔表面来对铸件表面改性，以获得无白口、切削加工性能优异的高性能铸铁件。
本发明的另一目的在于，提供一种铸铁用防白口涂料的制备和使用方法。
本发明所述的铸铁用防白口涂料，包括以下重量份的各组分：石墨粉100份、硅粉10～30份、水玻璃4～12份、膨润土2～4份、水200～300份。
进一步地，所述的铸铁用防白口涂料，优选包括以下重量份的各组分：石墨粉100份、硅粉25～30份、水玻璃8～12份、膨润土2份、水250～300份，这种组成更适合用于普通灰铸铁金属型铸造使用。
进一步地，所述的铸铁用防白口涂料，优选包括以下重量份的各组分：石墨粉100份、硅粉20～25份、水玻璃8～12份、膨润土2份、水230～270份，这种组成更适合用于球墨铸铁金属型铸造使用。
进一步地，所述的铸铁用防白口涂料，优选包括以下重量份的各组分：石墨粉100份、硅粉10～15份、水玻璃4～6份、膨润土2份、水250～300份，这种组成更适合用于球墨铸铁砂型铸造使用。
进一步地，所述石墨粉的粒度为100～320目。
进一步地，所述硅粉的粒度为100～320目。
进一步地，所述水玻璃的模数为2.5～2.8，密度为1.36～1.50g/cm3。
本发明所述的铸铁用防白口涂料的制备方法，包括以下步骤：
a)将石墨粉、硅粉、膨润土干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入水玻璃湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II中加入水，连续混至胶体状即可。
本发明所述的铸铁用防白口涂料的使用方法，包括以下步骤：
a)向砂型或金属型的型腔表面均匀喷涂或涂刷厚度0.1～0.3mm所述的防白口涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
进一步地，所述喷涂或涂刷厚度优选为0.2mm。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
(1)稳定获得无白口铸铁件。由于涂料的基料是由强石墨化元素碳和硅组成的，在铁液的高温下，这些强石墨化元素向铸件表层扩散转移，使表层的碳和硅含量高于平均含量，从而有效抑制了表层冷却速度快带来的白口倾向，即使在金属型铸造条件下也没有白口缺陷。
(2)使用范围广。碳和硅无论对于普通灰口铸铁还是球墨铸铁，都具有显著的促进石墨化作用，因此，本发明可以用于普通灰铸铁，也可以用于球墨铸铁。既适用于砂型铸造，也适用于金属型铸造。
(3)表面质量高。硅和碳在高达2000℃时才发生化合反应，因此，在铸铁生产的温度条件下，涂料性质稳定。本发明的基料粒度细小，可以填充铸型的微小孔洞，进而有效改善表面光洁度。
(4)节约材料。本发明仅对很薄的表面层进行增碳和增硅，而不需要提高铸铁液整体的硅含量，就能有效防止白口出现。与整体调整成分来防止白口相比，可以显著节约硅铁的用量。
(5)提高生产效率。在现有技术中，为了防止白口、确保切削加工性能，铸铁件的落砂温度一般都要求低于500℃。使用本发明后，即使在高达600℃开箱落砂，也不会出现加工困难的问题。从而缩短了铸件的留模时间，可以提高生产效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施方式用于解释本发明，但不用来限制本发明的保护范围。
实施例1
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为200目的石墨粉100份、粒度为200目的硅粉20份和膨润土4份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.7，密度为1.42g/cm3的水玻璃8份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入250份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向砂型或金属型的型腔表面均匀喷涂厚度0.2mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
使用本实施例所得的铸铁用防白口涂料，即使在铸铁件的壁厚只有5mm的条件下也可以稳定获得无白口层、加工性能良好的铸铁件，且可以降低铸铁熔炼时的孕育剂加入量。
实施例2
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为100目的石墨粉100份、粒度为100目的硅粉25份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.5，密度为1.36g/cm3的水玻璃8份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入250份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向金属型的型腔表面均匀涂刷厚度0.2mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例3
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为320目的石墨粉100份、粒度为320目的硅粉30份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.8，密度为1.5g/cm3的水玻璃12份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入300份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向金属型的型腔表面均匀涂刷厚度0.2mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例2或实施例3所得的铸铁用防白口涂料，用于普通灰铸铁金属型铸造使用时，即使在灰铸铁件的壁厚只有5mm的金属型铸造条件下也可以稳定获得无白口层、加工性能良好的灰铸铁，且可以降低铸铁熔炼时的孕育剂加入量。
实施例4
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为100目的石墨粉100份、粒度为320目的硅粉25份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.7，密度为1.38g/cm3的水玻璃11份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入270份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向金属型的型腔表面均匀喷涂厚度0.1mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例5
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为320目的石墨粉100份、粒度为100目的硅粉20份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.6，密度为1.45g/cm3的水玻璃9份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入230份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向金属型的型腔表面均匀喷涂厚度0.1mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例4或实施例5所得的铸铁用防白口涂料，用于球墨铸铁金属型铸造时，即使在球磨铸铁件的壁厚只有5mm的金属型铸造条件下，也可以稳定获得无白口层、后加工性能良好的球墨铸铁，球化效果良好，组织细密，且可以降低球墨铸铁熔炼时的孕育剂加入量。
实施例6
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为150目的石墨粉100份、粒度为250目的硅粉10份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.7，密度为1.42g/cm3的水玻璃6份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入250份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向砂型的型腔表面均匀涂刷厚度0.3mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例7
铸铁用防白口涂料的制备，包括以下步骤：
a)将粒度为250目的石墨粉100份、粒度为150目的硅粉15份和膨润土2份干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入模数为2.6，密度为1.42g/cm3的水玻璃4份湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II加入300份的水，连续混至胶体状即可。
使用方法包括以下步骤：
a)向砂型的型腔表面均匀涂刷厚度0.3mm的涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
实施例6或实施例7所得的铸铁用防白口涂料，用于球墨铸铁砂型铸造时，即使在球磨铸铁件的壁厚只有5mm、落砂温度高达600℃的条件下，也可以稳定获得无白口层、后加工性能良好的球墨铸铁，球化效果良好，组织细密，且可以降低球墨铸铁熔炼时的孕育剂加入量。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的显而易见的变动，以及其它不脱离本发明实质的改动，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种铸铁用防白口涂料，其特征在于，由以下重量份的各组分组成：石墨粉100份、硅粉10～15份、水玻璃4～6份、膨润土2份、水250～300份；
其中，所述石墨粉的粒度为100～320目；所述硅粉的粒度为100～320目；所述水玻璃的模数为2.5～2.8，密度为1.36～1.50g/cm3。
2.权利要求1所述的铸铁用防白口涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将石墨粉、硅粉、膨润土干混混匀得到混合物I；
b)向混合物I中加入水玻璃湿混混匀得到混合物II；
c)向混合物II中加入水，连续混至胶体状即可。
3.权利要求1所述的铸铁用防白口涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)向砂型或金属型的型腔表面均匀喷涂或涂刷厚度0.1～0.3mm所述的防白口涂料；
b)干燥去除水分后即可浇注铸铁液。
4.根据权利要求3所述的铸铁用防白口涂料的使用方法，其特征在于：所述喷涂或涂刷厚度为0.2mm。
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