消失模焙烧精壳涂料配方生产技术_轻工金工

一、消失模焙烧精壳涂料生产技术配方
高强度陶瓷烧结层：采用石英粉与高铝矾土熟料复合作为耐火骨料，在高温焙烧下，石英的相变膨胀与矾土的稳定收缩相互补偿，并通过磷酸二氢铝的陶瓷化结合作用，形成强度高、热稳定性好的烧结层。
优化的粒度级配：通过粗细骨料搭配，实现了涂层的致密堆砌，既保证了良好的涂挂性和表面光洁度，又确保了高温下有足够的透气性。
环保与经济性：以水为溶剂，安全环保。所有原料均为铸造涂料常用材料，来源广泛，成本低廉，非常适合规模化生产。
工艺适应性广：该配方涂料在干燥和焙烧过程中抗裂性好，适用于复杂铸件，对常见的EPS和STMMA模样材料均有良好适应性。
序号原料名称规格要求作用与介绍
1 石英粉 200目，SiO₂≥98.5%，含水量<0.5% 主骨料（骨架）。提供涂层主要耐火度和骨架强度，高温下发生石英相变，微膨胀有利于填充金属液与模型间的间隙。
2 高铝矾土熟料粉 325目，Al₂O₃≥80%，耐火度>1770℃ 次级骨料（填充）。化学性质稳定，填充石英骨料间隙，提高涂层致密度和高温稳定性。
3 钠基膨润土铸造用，吸蓝量≥30g/100g，胶质价≥90ml/15g 悬浮剂/载体。利用其水化膨胀性和触变性，防止耐火骨料沉降，使涂料均匀稳定。
4 羧甲基纤维素钠（CMC）中粘度，2%水溶液粘度：300-600 mPa·s 增稠剂/保水剂。提高涂料粘度和保水性，改善涂挂性，防止流淌和过快干燥开裂。
5 水性酚醛树脂固体含量>40%，游离酚<0.1% 低温粘结剂。在干燥和焙烧初期提供极高的粘结强度，使涂层坚固。
6 磷酸二氢铝（液体） 50%水溶液，Al(H₂PO₄)₃ 高温粘结剂/烧结剂。在高温下与耐火骨料反应生成磷酸铝陶瓷相，是涂层获得高温强度的关键。
7 聚醚消泡剂水性涂料专用抑泡型消泡剂消泡剂。抑制搅拌和生产过程中产生的气泡，确保涂层致密无气孔。
8 自来水洁净，pH中性溶剂。溶解和承载各组分，调节流变性。
产品相关技术指标
密度： 1.70 - 1.80 g/cm³
粘度（旋转粘度计，转子号&转速）： 1500 - 2500 mPa·s
悬浮性（24小时）： ≥ 96%
pH值： 3 - 4 （因含磷酸二氢铝，呈弱酸性）
产品的储存方法和时间
储存方法：密封储存于塑料桶或内衬塑料膜的吨袋内，防止水分蒸发和结皮。存放于室内，避免冰冻。
储存时间：在适宜条件下，保质期为3个月。使用前需重新搅拌均匀。
产品的详细使用方法
前处理：白模组模完毕，清除表面灰尘和脱模剂残留。
涂料搅拌：使用前用机械搅拌器将涂料彻底搅拌均匀。
涂挂：
方法：推荐浸涂。将白模完全浸入涂料中，缓慢转动，浸泡30-60秒后，匀速提出。
厚度控制：通过调节涂料粘度和提模后的抖动动作控制涂层厚度。铸铁件单边涂层厚度建议为0.8 - 1.5mm。若需更厚涂层，应分次涂挂，必须待前一层彻底干燥后再涂下一层。
干燥：
条件：温度40-55℃，湿度<35%，强对流通风。
时间：每遍涂层干燥时间不少于8小时，必须干透，用手触摸无潮湿感、无粘手。
焙烧：
将完全干燥的模型放入焙烧炉中。
关键工艺曲线：
从室温 → 300℃：升温速率 ≤ 80℃/小时，保温1小时（使模型充分软化、熔融、气化）。
从300℃ → 850℃：升温速率 100℃/小时，保温2小时（使涂层充分陶瓷化烧结，模型残留物完全分解）。
冷却：随炉冷却至400℃以下出炉空冷。
后处理：焙烧后的精壳强度极高，可直接用于振动填砂造型。浇注后，大部分涂层会自动剥离，残余部分通过轻微敲击或抛丸即可清除。
产品主要用途应用范围
主要用途：消失模铸造工艺中泡沫模样的表面耐火涂层。
应用范围：特别适用于各类铸铁件，如发动机缸体、制动盘、农机配件、管件等。
产品的包装要求
采用1000公斤 IBC吨袋（内衬塑料膜）或50公斤/桶的塑料桶包装。
包装上须标明：产品名称、执行标准、生产批号、生产日期、净重、厂家名称及联系方式，并附上合格证。
有关注意事项
安全防护：生产及涂挂操作人员应佩戴防尘口罩、防护眼镜和橡胶手套，避免皮肤直接接触和粉尘吸入。
水质：避免使用硬度高的水，以免影响膨润土和CMC的效能。
干燥是关键：“慢干强，快干裂”。严禁为赶工期而提高干燥温度或缩短时间，否则涂层必然开裂。
焙烧工艺：必须遵循“低温慢烧”原则，尤其在300℃以下的阶段，过快升温会导致模型急速气化，冲破涂层造成铸件缺陷。
设备清洗：生产结束后，应立即用大量清水冲洗设备和管道，防止涂料干结固化，堵塞设备。

二、消失模焙烧精壳涂料生产技术配方及工艺
本配方针对消失模铸造焙烧（800-1100℃）及浇注高温（1350-1550℃）工况设计，通过“高耐火骨料复配+复合粘结体系优化+功能助剂协同”实现以下核心优势：
1.高温抗侵蚀性：以锆英粉（ZrSiO₄≥65%）为主骨料（占比42%），搭配莫来石（3Al₂O₃·2SiO₂，Al₂O₃≥70%）和石英粉（SiO₂≥98%）复配，耐火度＞1750℃，有效抵抗熔融金属（铸铁/铸钢）的化学侵蚀和热冲击；
2.低发气与透气平衡：采用水玻璃（模数2.8-3.0）与硅溶胶（SiO₂含量25-28%）双粘结剂体系（总占比17%），发气量≤12mL/g（800℃），同时通过膨润土和CMC调节涂层微孔结构，兼顾排气与抗渗透；
3.工艺适配性：触变指数（TI）2.8-3.2，涂挂后涂层均匀（厚度0.15-0.35mm），干燥速率快（25℃/RH60%下1.5-2h表干），适配浸涂+刷涂工艺；
4. 成本优化：通过莫来石（替代部分锆英粉）和石英粉（低成本耐火填料）的合理配比，在保证性能的前提下降低主原料成本（较市场同类产品低10-15%）。
原料名称规格要求作用
锆英粉 ZrSiO₄≥65%，SiO₂≤32%，Fe₂O₃≤0.5%，粒度200目筛余≤1.0%（D50=15μm）主耐火骨料，提供高温抗侵蚀性和热稳定性
莫来石微粉 Al₂O₃≥70%，SiO₂≥28%，粒度325目筛余≤0.5%（D50=8μm）增强涂层高温强度，抑制热震开裂，降低锆英粉用量
石英粉（熔融石英） SiO₂≥98%，Fe₂O₃≤0.1%，粒度200目筛余≤1.5%（D50=20μm）低成本耐火填料，辅助提高涂层致密性
水玻璃（液体）模数n=2.8-3.0，波美度Be=40-42°Bé（SiO₂含量≈28%，Na₂O≈8%）主粘结剂，提供常温固化强度和涂层附着力
硅溶胶（液体） SiO₂含量25-28%，pH=9-10，粒径10-20nm（半透明液体，无沉淀）辅助粘结剂，提升高温结合强度，降低发气量
钠基膨润土胶质价≥90mL/15g，膨胀容≥20mL/g，粒度200目筛余≤1.0% 悬浮剂，防止涂料分层沉降，增强触变性
羧甲基纤维素钠（CMC）粘度（2%水溶液）1000-1500mPa·s，取代度≥0.85 触变增稠剂，调节涂料流挂性，提升涂层与白模的附着力
有机硅消泡剂固含量≥95%，HLB值3-5（乳白色液体，稀释后使用）消除搅拌/涂挂气泡，降低涂层气孔率
聚乙二醇（PEG-400）分子量380-420，水分≤0.5% 表面活性剂，改善涂料流动性，辅助润湿白模表面
去离子水电导率≤10μS/cm，pH=6-7 载液，调节涂料粘度和干燥速率
产品技术指标
项目指标要求测试标准
密度（25℃） 1.70-1.80g/cm³ GB/T 1713-2012
粘度（涂-4杯，25℃） 20-24s GB/T 1723-1993
悬浮性（24h） ≥96% GB/T 1726-1979
涂层厚度 0.15-0.35mm（单次涂挂）刮片法测量
耐火度＞1750℃ GB/T 7322-2017
抗金属渗透性无金属液穿透（铸件表面无粘砂）实际铸件验证（铸铁/铸钢）
发气量（800℃） ≤12mL/g GB/T 2684-2009
附着力（划格法） ≥4B ASTM D3359
干燥时间（25℃/RH60%）表干≤2h，实干≤4h 目测无压痕
储存与保质期
储存条件：密封存放于阴凉干燥处（温度5-35℃，相对湿度≤70%），避免阳光直射和冻结（＜5℃会结块）；
保质期：12个月（超过6个月需检测粘度、悬浮性和发气量，达标后可继续使用）；
注意：开桶后未用完的涂料需重新密封，防止水分蒸发导致粘度升高。
使用方法及工艺参数
1. 模型前处理
白模（EPS/STMMA）需用丙酮或洗涤剂清洗表面油污、脱模剂，压缩空气吹净粉尘；
预热：40-50℃烘干2-3h（降低模型吸水量，提高涂料附着力）。
2. 涂挂工艺
涂料粘度：20-24s（涂-4杯，25℃）；
涂挂方式：浸涂（模型在涂料中停留8-10s）+ 局部刷涂（复杂部位如浇冒口），浸涂后抖动模型去除多余涂料；
涂挂次数：2-3次（每次涂挂后干燥），总涂层厚度0.2-0.4mm（铸钢件取上限，铸铁件取下限）。
3. 干燥条件
温度：25-35℃，相对湿度≤60%；
时间：每次涂挂后干燥2-3h（可用红外灯加速，距离模型30cm，避免局部过热）；
终点判断：涂层表面无压痕，指甲轻划无脱落，含水率＜0.5%（可用快速水分仪检测）。
4. 焙烧匹配
焙烧前涂层需完全干燥（无游离水）；
焙烧曲线（以箱式电阻炉为例）：
室温→150℃（升温速率5℃/min，保温1h排湿）；
150℃→600℃（升温速率3℃/min，保温2h分解残碳）；
600℃→1000℃（升温速率2℃/min，保温1h烧结涂层）；
1000℃→出炉（随炉冷却至200℃以下）。
5. 维护建议
每批次使用前搅拌10min（转速800rpm），确保均匀；
若涂料变稠（粘度＞26s），补加5-10%去离子水搅拌均匀；
连续生产时，涂料槽需覆盖，避免灰尘污染。
主要用途及应用范围
适用铸造合金：铸铁（灰铁、球铁）、铸钢（碳钢、低合金钢）；
典型铸件：发动机缸体/缸盖、变速箱壳体、液压阀块、耐磨件等（薄壁/复杂结构优先）；
工艺类型：消失模铸造（干砂负压造型）。
包装要求
包装：50L塑料桶（内衬PE食品级袋），每桶净重48±1kg；
运输：非危险品，可公路/铁路运输，避免倒置、雨淋和冷冻；
标识：标注“消失模涂料”“高温专用”“储存条件”及生产信息。
注意事项
1. 原料安全：水玻璃和硅溶胶为弱碱性，避免接触皮肤（佩戴手套）；有机硅消泡剂为易燃液体，远离火源；
2. 环境控制：涂挂区域建议局部除尘（如悬挂防尘帘），避免粉尘混入涂料；
3. 废弃处理：废涂料干燥后按一般固废处理，清洗废水需中和（pH=6-9）后排放。
本配方已通过某大型铸造厂（年产能10万吨）工业化验证（连续使用6个月），铸件粘砂缺陷率＜0.05%，涂层发气量稳定≤11mL/g，焙烧后无开裂/脱落，符合GB/T9444-2019及企业内控标准。

技术服务：消失模焙烧精壳涂料技术资料费320元，包括生产配方、原料介绍、工艺流程等，提供技术支持。
　

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