專利名稱：一種鑄鐵用防白口涂料及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種鑄鐵用防白口涂料及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
鑄鐵是最常見的鑄造材料，鑄鐵件約占鑄件總產(chǎn)量的70%。鑄鐵件一旦出現(xiàn)白口，就會使鑄件的加工性能急劇惡化，以至成為廢品。據(jù)統(tǒng)計，鑄鐵生產(chǎn)中，大約有15 30%的次品和廢品是由于鑄件加工性能差而造成的。所以，鑄鐵生產(chǎn)中防止出現(xiàn)白口、改善切削性能是一個普遍關(guān)心的問題。現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止白口和改善切削性能，采取的技術(shù)措施主要有兩條(I)控制鑄鐵液的熔煉與變質(zhì)過程，降低合金液的白口傾向，具體措施是提高鐵液的碳含量、硅含量，降低反石墨化元素含量，增加孕育劑用量等，這種措施雖然可以防止白口，但使鑄件 性能有所降低或者增加了材料消耗；(2)控制澆入鑄型后鐵液的冷卻速度，使鐵液趨向于平衡凝固，抑制滲碳體的形成，如使用干型、延長開箱落砂時間、使用緩冷涂料等。這些措施雖然對防白口有一定作用，但是，鑄鐵的組織隨著冷卻速度的減小而粗化，性能相應(yīng)地也有所下降。為了細(xì)化組織，改善鑄鐵性能，近年來使用金屬型生產(chǎn)鑄鐵件成為一個新的發(fā)展趨勢。但是，金屬型的冷卻速度顯著高于傳統(tǒng)的砂型，因此，如何防止白口成為鑄鐵生產(chǎn)中一個重要問題。能否有效防止白口、確保切削加工性能，成了能否進(jìn)行金屬型鑄造鑄鐵的限制環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種鑄鐵用防白口涂料，通過將涂料涂于型腔表面來對鑄件表面改性，以獲得無白口、切削加工性能優(yōu)異的高性能鑄鐵件。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種鑄鐵用防白口涂料的制備和使用方法。本發(fā)明所述的鑄鐵用防白口涂料，包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉10 30份、水玻璃4 12份、膨潤土 2 4份、水200 300份。進(jìn)一步地，所述的鑄鐵用防白口涂料，優(yōu)選包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉25 30份、水玻璃8 12份、膨潤土 2份、水250 300份，這種組成更適合用于
普通灰鑄鐵金屬型鑄造使用。進(jìn)一步地，所述的鑄鐵用防白口涂料，優(yōu)選包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉20 25份、水玻璃8 12份、膨潤土 2份、水230 270份，這種組成更適合用于
球墨鑄鐵金屬型鑄造使用。進(jìn)一步地，所述的鑄鐵用防白口涂料，優(yōu)選包括以下重量份的各組分石墨粉100份、娃粉10 15份、水玻璃4 6份、膨潤土 2份、水250 300份,這種組成更適合用于
球墨鑄鐵砂型鑄造使用。進(jìn)一步地，所述石墨粉的粒度為100 320目。
進(jìn)一步地，所述硅粉的粒度為100 320目。進(jìn)一步地，所述水玻璃的模數(shù)為2. 5 2. 8，密度為I. 36 I. 50g/cm3。本發(fā)明所述的鑄鐵用防白口涂料的制備方法，包括以下步驟a)將石墨粉、硅粉、膨潤土干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入水玻璃濕混混勻得到混合物II ；c)向混合物II中加入水，連續(xù)混至膠體狀即可。本發(fā)明所述的鑄鐵用防白口涂料的使用方法，包括以下步驟 a)向砂型或金屬型的型腔表面均勻噴涂或涂刷厚度0. I 0. 3mm所述的防白口涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。進(jìn)一步地，所述噴涂或涂刷厚度優(yōu)選為0. 2mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(I)穩(wěn)定獲得無白口鑄鐵件。由于涂料的基料是由強石墨化元素碳和硅組成的，在鐵液的高溫下，這些強石墨化元素向鑄件表層擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，使表層的碳和硅含量高于平均含量，從而有效抑制了表層冷卻速度快帶來的白口傾向，即使在金屬型鑄造條件下也沒有白口缺陷。(2)使用范圍廣。碳和硅無論對于普通灰口鑄鐵還是球墨鑄鐵，都具有顯著的促進(jìn)石墨化作用，因此，本發(fā)明可以用于普通灰鑄鐵，也可以用于球墨鑄鐵。既適用于砂型鑄造，也適用于金屬型鑄造。(3)表面質(zhì)量高。硅和碳在高達(dá)2000°C時才發(fā)生化合反應(yīng)，因此，在鑄鐵生產(chǎn)的溫度條件下，涂料性質(zhì)穩(wěn)定。本發(fā)明的基料粒度細(xì)小，可以填充鑄型的微小孔洞，進(jìn)而有效改善表面光潔度。(4)節(jié)約材料。本發(fā)明僅對很薄的表面層進(jìn)行增碳和增硅，而不需要提高鑄鐵液整體的硅含量，就能有效防止白口出現(xiàn)。與整體調(diào)整成分來防止白口相比，可以顯著節(jié)約硅鐵的用量。(5)提高生產(chǎn)效率。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止白口、確保切削加工性能，鑄鐵件的落砂溫度一般都要求低于500°C。使用本發(fā)明后，即使在高達(dá)600°C開箱落砂，也不會出現(xiàn)加工困難的問題。從而縮短了鑄件的留模時間，可以提高生產(chǎn)效率。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以下實施方式用于解釋本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例I鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟 a)將粒度為200目的石墨粉100份、粒度為200目的硅粉20份和膨潤土 4份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 7，密度為I. 42g/cm3的水玻璃8份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入250份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。
使用方法包括以下步驟a)向砂型或金屬型的型腔表面均勻噴涂厚度0. 2mm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。使用本實施例所得的鑄鐵用防白口涂料，即使在鑄鐵件的壁厚只有5mm的條件下也可以穩(wěn)定獲得無白口層、加工性能良好的鑄鐵件，且可以降低鑄鐵熔煉時的孕育劑加入量。實施例2鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為100目的石墨粉100份、粒度為100目的硅粉25份和膨潤土 2份干混 混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 5，密度為I. 36g/cm3的水玻璃8份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入250份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向金屬型的型腔表面均勻涂刷厚度0. 2mm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。實施例3鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為320目的石墨粉100份、粒度為320目的硅粉30份和膨潤土 2份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 8，密度為I. 5g/cm3的水玻璃12份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入300份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向金屬型的型腔表面均勻涂刷厚度0. 2mm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。實施例2或?qū)嵤├?所得的鑄鐵用防白口涂料，用于普通灰鑄鐵金屬型鑄造使用時，即使在灰鑄鐵件的壁厚只有5_的金屬型鑄造條件下也可以穩(wěn)定獲得無白口層、加工性能良好的灰鑄鐵，且可以降低鑄鐵熔煉時的孕育劑加入量。實施例4鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為100目的石墨粉100份、粒度為320目的硅粉25份和膨潤土 2份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 7，密度為I. 38g/cm3的水玻璃11份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入270份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向金屬型的型腔表面均勻噴涂厚度0. Imm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。
實施例5鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為320目的石墨粉100份、粒度為100目的硅粉20份和膨潤土 2份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 6，密度為I. 45g/cm3的水玻璃9份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入230份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向金屬型的型腔表面均勻噴涂厚度0. Imm的涂料；
b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。實施例4或?qū)嵤├?所得的鑄鐵用防白口涂料，用于球墨鑄鐵金屬型鑄造時，即使在球磨鑄鐵件的壁厚只有5mm的金屬型鑄造條件下，也可以穩(wěn)定獲得無白口層、后加工性能良好的球墨鑄鐵，球化效果良好，組織細(xì)密，且可以降低球墨鑄鐵熔煉時的孕育劑加入量。實施例6鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為150目的石墨粉100份、粒度為250目的硅粉10份和膨潤土 2份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 7，密度為I. 42g/cm3的水玻璃6份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入250份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向砂型的型腔表面均勻涂刷厚度0. 3mm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。實施例I鑄鐵用防白口涂料的制備，包括以下步驟a)將粒度為250目的石墨粉100份、粒度為150目的硅粉15份和膨潤土 2份干混混勻得到混合物I ;b)向混合物I中加入模數(shù)為2. 6，密度為I. 42g/cm3的水玻璃4份濕混混勻得到混合物II ;c)向混合物II加入300份的水，連續(xù)混至膠體狀即可。使用方法包括以下步驟a)向砂型的型腔表面均勻涂刷厚度0. 3mm的涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。實施例6或?qū)嵤├?所得的鑄鐵用防白口涂料，用于球墨鑄鐵砂型鑄造時，即使在球磨鑄鐵件的壁厚只有5mm、落砂溫度高達(dá)600°C的條件下，也可以穩(wěn)定獲得無白口層、后加工性能良好的球墨鑄鐵，球化效果良好，組織細(xì)密，且可以降低球墨鑄鐵熔煉時的孕育劑加入量。以上所述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非來限制本發(fā)明實施范圍，故凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的顯而易見的變動，以及其它不脫離本發(fā)明實質(zhì)的改動，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鑄鐵用防白口涂料，其特征在于，包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉10 30份、水玻璃4 12份、膨潤土 2 4份、水200 300份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鐵用防白口涂料，其特征在于，包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉25 30份、水玻璃8 12份、膨潤土 2份、水250 300份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鐵用防白口涂料，其特征在于，包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉20 25份、水玻璃8 12份、膨潤土 2份、水230 270份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄鐵用防白口涂料，其特征在于，包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉10 15份、水玻璃4 6份、膨潤土 2份、水250 300份。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項所述的鑄鐵用防白口涂料，其特征在于所述石墨粉的粒度為100 320目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項所述的鑄鐵用防白口涂料，其特征在于所述硅粉的粒度為100 320目。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任意一項所述的防白口涂料，其特征在于所述水玻璃的模數(shù)為2. 5 2. 8，密度為I. 36 I. 50g/cm3。
8.權(quán)利要求I 4中任意一項所述的鑄鐵用防白口涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a)將石墨粉、硅粉、膨潤土干混混勻得到混合物I; b)向混合物I中加入水玻璃濕混混勻得到混合物II； c)向混合物II中加入水，連續(xù)混至膠體狀即可。
9.權(quán)利要求I 4中任意一項所述的鑄鐵用防白口涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步驟a)向砂型或金屬型的型腔表面均勻噴涂或涂刷厚度0.I 0. 3mm所述的防白口涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鑄鐵用防白口涂料的使用方法，其特征在于所述噴涂或涂刷厚度為0. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄鐵用防白口涂料，該涂料包括以下重量份的各組分石墨粉100份、硅粉10～30份、水玻璃4～12份、膨潤土2～4份、水200～300份。該涂料的制備方法包括以下步驟a)將石墨粉、硅粉、膨潤土干混混勻得到混合物I；b)向混合物I中加入水玻璃濕混混勻得到混合物II；c)向混合物II加入水，連續(xù)混至膠體狀即可。該涂料使用方法包括以下步驟a)向砂型或金屬型的型腔表面均勻噴涂或涂刷厚度0.1-0.3mm所述的防白口涂料；b)干燥去除水分后即可澆注鑄鐵液。本發(fā)明的防白口涂料通過涂于型腔表面來對鑄件表面改性，可以獲得無白口、切削加工性能優(yōu)異的高性能鑄鐵件。
文檔編號B22C3/00GK102773404SQ20111025245
公開日2012年11月14日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者杜占軍 申請人:杜占軍