本發(fā)明涉及鑄造涂料，更具體地說，涉及一種適用于高合金鑄鋼件生產(chǎn)的鑄造涂料組合物及其制備和使用方法。

背景技術(shù)：

1、鑄造狀態(tài)使用的合金鋼，又稱鑄造合金鋼。按其用途合金鑄鋼劃分為鑄造合金結(jié)構(gòu)鋼和特殊用途合金鑄鋼。前者是低、中合金鑄鋼，主要用來制作一般機(jī)械結(jié)構(gòu)件。后者多為高合金鑄鋼，如耐磨鑄鋼、不銹耐酸鑄鋼、耐熱鑄鋼、鑄造合金工具鋼等。高合金鑄鋼是合金元素總量一般大于10％的從而具有特殊的使用性能如高耐磨性、耐熱性、耐蝕性和電磁性能等的鑄鋼。高合金鑄鋼件中的合金元素，鉻、鎳占有很高的比例，屬于偏堿性鋼種，在高溫下具有較強(qiáng)的侵蝕性，在實(shí)際的高合金鑄鋼件的生產(chǎn)中，特別是厚壁類高合金鑄鋼件，如果采用常規(guī)的涂料，鑄件表面容易形成較為嚴(yán)重的粘砂缺陷，采用鉻礦砂造型的工藝，其生產(chǎn)的鑄鋼件雖然粘砂會(huì)有所減輕，但是容易形成橘皮缺陷，嚴(yán)重影響鑄鋼外觀質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種適用于高合金鑄鋼件的鑄造涂料組合物及其制備和使用方法，有效解決當(dāng)前高合金類鑄鋼件過程中存在的粘砂類缺陷及橘皮缺陷。本發(fā)明為達(dá)到其目的，提供如下技術(shù)方案：

2、一方面，本發(fā)明的目的在于提供鑄造用涂料組合物，該鑄造用涂料組合物包括涂料一、涂料二和涂料三；

3、涂料一中的耐火骨料包括耐火骨料一和耐火骨料二，所述耐火骨料一的化學(xué)成分組成按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括5％～30％的cr2o3、70％～95％的al2o3，所述耐火骨料二的化學(xué)成分組成按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括10％～50％的mgo、50％～90％的al2o3，所述耐火骨料一和耐火骨料二的重量比例為1:3～3:1，所述涂料一還包括占耐火骨料重量比例20％～50％的載體溶劑和占耐火骨料重量比例為0.5％～8％的粘結(jié)劑；

4、涂料二中的耐火骨料三的化學(xué)成分組成按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括20％～40％的zro2、60％～80％的al2o3，所述涂料二還包括占所述耐火骨料三重量比例20％～50％的載體溶劑和占耐火骨料三重量比例0.5％～8％的粘結(jié)劑；

5、涂料三中的耐火骨料四的化學(xué)成分組成按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，包括50％～70％的zro2、30％～50％的sio2，所述涂料三還包括占所述耐火骨料四重量比例20％～50％的載體溶劑和占耐火骨料四重量比例0.5％～8％的粘結(jié)劑。

6、進(jìn)一步的，耐火骨料一為cr2o3-al2o3固溶體，耐火骨料二為mgo-al2o3固溶體；耐火骨料三為zro2-al2o3固溶體；耐火骨料四為zro2-sio2固溶體。

7、進(jìn)一步的，耐火骨料一和耐火骨料二的目數(shù)為325目～400目；耐火骨料三和所述耐火骨料四的目數(shù)為目200～325目。

8、進(jìn)一步的，載體溶劑是水溶性溶劑或醇類溶劑；粘結(jié)劑為松香、酚醛樹脂、松香改性酚醛樹脂、聚乙烯醇、黃糊精的一種或幾種。

9、進(jìn)一步的，涂料一、所述涂料二和所述涂料三分別還包括懸浮劑、潤(rùn)濕劑，所述懸浮劑為膨潤(rùn)土、凹凸棒土、海泡石、纖維素醚的一種或幾種；所述潤(rùn)濕劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇的一種或幾種。

10、進(jìn)一步的，涂料一中的耐火骨料采用高溫固相燒結(jié)法進(jìn)行制備，具體包括如下步驟：

11、耐火骨料一的制備：將cr2o3粉末與al2o3粉末充分混合，混合后壓制成型，將成型后的坯體升溫至1800～1850℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，保溫1～2小時(shí)后冷卻，粉碎并球磨至325目～400目；

12、耐火骨料二的制備：將mgo粉末與al2o3粉末充分球磨混合，混合后壓制成型，將成型后的坯體升溫至1800～1900℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，保溫1～2小時(shí)后冷卻，粉碎并球磨至325目～400目。

13、進(jìn)一步的，所述耐火骨料三采用電熔法進(jìn)行制備，具體包括如下步驟：將zro2粉末與al2o3粉末充分混合，置于電弧爐中，升溫至2000～2200℃進(jìn)行熔融成型，冷卻后粉碎并球磨至200～325目。

14、進(jìn)一步的，耐火骨料四采用高溫固相燒結(jié)法進(jìn)行制備，具體包括如下步驟：將zro2粉末與sio2粉末充分球磨混合，混合后壓制成型，將成型后的坯體升溫至1600～1800℃進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，保溫1～2小時(shí)后冷卻，粉碎并球磨至200～325目。

15、另一方面，本發(fā)明的目的還在于提供一種鑄造用涂料組合物的制備方法，具體如下：

16、涂料一的制備方法包括以下步驟：

17、涂料分散釜內(nèi)加入載體溶劑，開啟高速分散，然后加入粘結(jié)劑、懸浮劑、潤(rùn)濕劑，800～1500rpm高速分散20～30分鐘；分散釜內(nèi)加入所述耐火骨料一和所述耐火骨料二，800～1500rpm高速分散20～30分鐘，即得到涂料一；

18、涂料二的制備方法包括如下步驟：涂料分散釜內(nèi)加入載體溶劑，開啟高速分散，然后加入粘結(jié)劑、懸浮劑、潤(rùn)濕劑，800～1500rpm高速分散20～30分鐘，分散釜內(nèi)加入所述耐火骨料三，800～1500rpm高速分散20～30分鐘，即得到涂料二；涂料三的制備方法包括如下步驟：涂料分散釜內(nèi)加入載體溶劑，開啟高速分散，然后加入粘結(jié)劑、懸浮劑、潤(rùn)濕劑，800～1500rpm高速分散20～30分鐘，分散釜內(nèi)加入所述耐火骨料四，800～1500rpm高速分散20～30分鐘，即得到涂料三。

19、本發(fā)明還在于提供一種鑄造用涂料組合物的使用方法，施涂鑄造砂型/芯時(shí)，分三層進(jìn)行施涂，施涂波美度80～110be；

20、第一層：施涂涂料一并進(jìn)行涂層干燥，涂層厚度≥500μm；

21、第二層：施涂涂料二并進(jìn)行涂層干燥，涂層厚度≥300μm；

22、第三層：施涂涂料三并進(jìn)行涂層干燥，涂層厚度≥200μm；

23、涂層總厚度控制在1000～1500μm；

24、第二層及第三層施涂時(shí)，必須等上一層涂料表干程度至少達(dá)到手指按壓不沾手的狀態(tài)，方可進(jìn)行下一層施涂。施涂方式推薦空氣噴涂或高壓無氣噴涂。

25、本發(fā)明的有益效果在于：

26、本發(fā)明提供一種鑄造用涂料組合物及其制備和使用方法，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于使用了三種涂料進(jìn)行組合施涂，涂料種對(duì)耐火骨料進(jìn)行了特殊的制備，本發(fā)明中三種涂料的耐火骨料均為由高純金屬氧化物耐火料高溫合成的固溶體，雜質(zhì)含量低，耐火度更高，燒結(jié)性能更好，耐火度和燒結(jié)性能均優(yōu)于常規(guī)耐火骨料。

27、本發(fā)明涂料組合物采用三種不同類型的涂料進(jìn)行施涂組合。橘皮缺陷的產(chǎn)生是由于高合金鑄件中的堿性合金成分在高溫下與砂型中的酸性化學(xué)成分發(fā)生侵蝕反應(yīng)及固相擴(kuò)散燒結(jié)而導(dǎo)致。涂料一的耐火骨料為cr2o3-al2o3固溶體和mgo-al2o3的固溶體的混合物，其酸堿度為堿性，與堿性鋼種的高合金鑄件屬于同一種酸堿度類別，不與高堿性鋼種的金屬液發(fā)生侵蝕作用，同時(shí)有效隔離造型硅砂中的二氧化硅，使其不與高堿性的金屬液發(fā)生反應(yīng)，從而改善高合金鑄件的橘皮缺陷問題。涂料二為zro2-al2o3固溶體，其酸堿度為中性，具有耐火度高不易燒結(jié)的特性，中性保證了高溫條件下的耐侵蝕性能，不易燒結(jié)的特性又保證了澆鑄過程中不會(huì)產(chǎn)生大的收縮傾向，保證涂層的有效厚度和完整性，防止涂層發(fā)生收縮裂紋而導(dǎo)致涂料失效，特別是r角位置，降低了r角處涂層失效風(fēng)險(xiǎn)和金屬液滲透粘砂傾向；涂料三的耐火骨料為zro2-sio2固溶體，具有易燒結(jié)特性，從而在澆鑄溫度下很容易形成燒結(jié)剝離層，保證涂料的高剝離特征。本發(fā)明組合涂料，涂料具有很好的耐鋼水侵蝕性能，形成耐侵蝕層，面層涂料形成燒結(jié)剝離層，從而提升了涂料的抗侵蝕性和抗粘砂性能，解決了高合金鑄鋼件的粘砂問題和高合金鑄鋼件的橘皮缺陷并改善涂料剝離性。