CN102989998B - 一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种铸造金属型用涂料，具体的指一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料。其特征在于：所述涂料的组分按照重量百分含量计算如下：石墨粉27~28%，氧化锌21~22%，锡粉1~2%，硫磺粉1~2%，六甲基苯1-2%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5，助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。本发明粉料导热性好，加少量锡粉、硫磺粉、六甲基苯，分别利用锡粉熔化吸热，硫磺粉升华吸热和六甲基苯的汽化吸热，可以提高金属型铸件表面的冷却速度，增加锌合金铸件表面的激冷层厚度，提高铸件的表面性能。

Description

一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种锌合金金属型铸造用涂料，具体的指一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料。

背景技术

 与普通砂型铸造相比，由于压铸件和金属型铸件的组织比较致密，因此其力学性能较高。但是，在连续生产过程中，由于铸型温度的升高，铸件凝固时的冷却速度将会减小，从而影响铸件的显微组织与力学性能。大量的实验表明：在铸型上涂刷激冷型涂料可以有效细化铸件组织，提高铸件的质量和力学性能。

由于金属型铸件和压铸件表面通常需要进行修整加工，如果表层细晶区太薄，力学性能较好的细晶区将被加工掉，导致非细晶区的暴露，同时里层的小气孔(针空)和杂质等缺陷也会暴露出来，从而使经过表面加工处理的铸件的表面质量大大降低。在细晶区厚度不太厚的情况下，如果要在加工表面仍保留有部分细晶区组织，就必须提高压铸模的设计精度，从而影响设计效率、增加成本。因此通过激冷涂料细化金属型和压铸件的表层晶粒组织，增加细晶区的厚度，一方面能提高表层的力学性能，另一方面可以提高压铸模具的设计效率、降低铸件生产成本。

本发明的技术原理是利用金属液浇铸时低熔点锡粉的熔化吸热,硫磺粉的升华吸热及六甲基苯的汽化吸热，使锌合金铸件表层的冷却速度提高，细化锌合金表面的晶粒组织，增加细晶区的厚度。

本发明的目的是通过在金属型和压铸型表面涂刷激冷能力强的涂料，使铸件表层得到细小的晶粒组织、增加细晶区的厚度，从而提高锌合金铸件表面层的力学性能，与此同时可以降低对压铸模具设计精度的要求，从而降低成本生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合理的粉料配方，从而达到提高涂料热导率和激冷效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种锌合金金属型铸造激冷醇基涂料，其特征在于：其中的石墨粉提高了涂料的导热性，锡粉熔化吸热，硫磺粉升华吸热，六甲基苯汽化吸热。

  进一步的该涂料具体组分的重量百分含量如下：

石墨粉27~28%，氧化锌21~22%，锡粉1~2%，硫磺粉1~2%，六甲基苯1-2%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5，助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。

    配置涂料所采用的原材料都是市面上能够买到的。石墨粉为鳞片状结晶石墨，粘结剂为环氧树脂，优选双酚A型环氧树脂，悬浮剂为钠基膨润土，助剂为羧甲基纤维素钠；所述醇基溶剂是由重量百分比65~67%的纯度不小于96%的乙醇溶剂和33~35%的纯度不小于97%的丙酮溶剂混合而成。

该激冷涂料的制备工艺过程：按激冷涂料配方进行称重、加入容积为100毫升的容器中，加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌、锡粉、硫磺粉和六甲基苯；采用玻璃棒搅拌均匀，加料完毕的搅拌时间为30-35min；采用常规技术手段检验涂料的涂挂性、浮性、表面强度和发气量基本性能，最终制成激冷涂料成品，单批次生产量在为1公斤。

本发明是选用石墨粉为主要粉料，石墨为非金属导热材料其热导率与金属接近；同时石墨的耐火性能极佳，而且不为液态金属所浸润；石墨是自然界广泛存在的一种矿物，石墨以电子、声子双重机制共同作用而具有良好的导热性；鳞片状结晶和高结晶石墨作为导热填料，有很高的研究和开发价值；本发明选用的为鳞片状石墨；导热性提高，金属型铸件的晶粒得到细化，性能得到提高；本发明配方中有锡粉1~2%，硫磺粉1~2%，六甲基苯1-2%，在浇铸条件下能够实现锡粉熔化吸热，硫磺粉升华吸热，六甲基苯汽化吸热，吸热过程使锌合金铸件表面的冷却速度提高，细化锌合金表面的晶粒，显著增加表层细晶区的厚度，提高锌合金铸件表面的性能。

附图说明

图1是本发明一种锌合金金属型铸造醇基涂料的制备流程示意图；

图2是未使用本发明涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图3是未使用本发明涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图4是未使用本发明涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度；

图5是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图6是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图7是使用本发明实例1的涂料涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度；

图8是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在60℃锌合金模样的细晶区厚度；

图9是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在100℃锌合金模样的细晶区厚度；

图10是使用本发明实例2的涂料涂刷，模具温度在160℃锌合金模样的细晶区厚度。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和有点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

分别如下表示出的重量百分比（%）配制锌合金金属型铸造醇基涂料：

表1 涂料配方

表2 醇基溶剂配方

如图1按照上述表格经配方、称重、搅拌、检验涂料的悬浮性、表面强度、发气量基本性能、调整、再搅拌检验而制成涂料成品；其中：加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌、锡粉、硫磺粉和六甲基苯；单批次制备激冷涂料1公斤，加料完毕后的搅拌时间不得低于30-35min。

具体效果

表3 各情况表面细晶区平均厚度

   

 如图5-图10的200倍下的铸件的金相组织所示，采用本发明能细化铸件表层晶粒组织、增加细晶区的厚度，因为晶粒细化可以提高铸件表层的力学性能。细晶区厚度的增加能提高铸件表面打磨后的质量，也能降低对模具设计精度的要求，提高模具设计效率，减少生产成本。

从图中观察到的效果主要是表层细晶区厚度的变化。总的规律是在相同温度下，随着涂料中的激冷剂含量的提高而使细晶区厚度得到增加。

Claims (5)

1.一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料，其特征在于：所述涂料的组分按照重量百分含量计算如下：石墨粉27~28%，氧化锌21~22%，锡粉1~2%，硫磺粉1~2%，六甲基苯1-2%，粘结剂1.2~1.4%，悬浮剂1.3~1.5，助剂0.2~0.3%，其余为醇基溶剂。

2.如权利要求1所述的一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料，其特征在于：所述石墨粉为鳞片状结晶石墨，所述粘结剂为环氧树脂，所述悬浮剂为钠基膨润土，所述助剂为羧甲基纤维素钠；所述醇基溶剂是由重量百分比65~67%的纯度不小于96%的乙醇溶剂和33~35%的纯度不小于97%的丙酮溶剂混合而成。

3.  如权利要求2所述的一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料，其特征在于：所述粘结剂为双酚A型环氧树脂。

4.如权利要求1所述的一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料的制备方法，其特征在于：按激冷涂料配方进行称重，加料时注意将悬浮剂、粘结剂和助剂与溶剂混合均匀后再依次加入石墨粉、氧化锌、锡粉、硫磺粉和六甲基苯；采用玻璃棒搅拌均匀，加料完毕后的搅拌时间控制在30-35min；制成激冷涂料成品。

5.如权利要求4所述的一种利用物质熔化和升华及汽化吸热的激冷醇基涂料的制备方法，其特征在于：所述涂料的单批次生产量为1公斤。