專利名稱：熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合涂料。
背景技術(shù)：
工業(yè)化生產(chǎn)中，鋁及其合金熔煉時一般采用粘土石墨坩堝，陶瓷坩堝，鑄鐵坩堝。 雖然，粘土石墨坩堝和陶瓷坩堝從根本上消除了合金液的增鐵現(xiàn)象，但是由于價格貴、傳熱 率低等原因，受到限制。鑄鐵坩堝價格便宜、傳熱率高等仍然占主導(dǎo)地位。鑄鐵坩堝的缺點 是容易被鋁液侵蝕，從而降低使用壽命。并且，侵蝕發(fā)生時有害元素鐵進入鋁液中，導(dǎo)致合 金增鐵而破壞材料性能。針對這一現(xiàn)象，人們普遍采用在坩堝內(nèi)表面涂掛涂料的方法，提高 坩堝的使用壽命和避免合金液增鐵發(fā)生。
目前，使用鐵質(zhì)坩堝熔煉鋁合金時，多采用氧化鋅涂料。由于這種單一物質(zhì)制備的 涂料與鐵坩堝的熱膨脹系數(shù)存在較大差異，加熱過程中涂料的熱膨脹量小于鐵的膨脹量， 由此產(chǎn)生的熱膨脹應(yīng)力致使涂料層(受拉應(yīng)力或受壓應(yīng)力)發(fā)生裂紋，如圖1所示，破壞了對 坩堝的保護作用，導(dǎo)致鋁液侵蝕坩堝，降低坩堝壽命，同時鋁液也受到鐵的污染，如表1 (使 用氧化鋅涂料熔化工業(yè)純鋁含鐵量變化，原始含鐵量為0. 35%)試驗結(jié)果所示，不能達到涂 料所應(yīng)有的作用。表 1
保邁時2 4 6 S 10 12 14
0,351 0.361 0.5 Jl 0,505 0.59S 0,663 0.6S1 S ft g 760 0360 0.372 0.540 ,54^ 0.5SO 0J59 0.674 S ‘ r ？ 7S0 0362 OJSS 0.501 IMS 0.592 0.661
820 036S 0,394 0.522 0.553 05S6 0.6 "0 0.6S1 S60 10.375 0.J90 0.5JO 0.556 0.650 0.6S4 0,69
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有單一物質(zhì)及調(diào)配劑組成的涂料與鐵坩堝的熱 膨脹系數(shù)存在較大差異，致使涂料層發(fā)生裂紋的問題，提供了一種熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù) 合涂料。本發(fā)明的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料是一種由多元礦物質(zhì)組成、無毒、不污染 環(huán)境的復(fù)合涂料。其主要優(yōu)點是涂刷涂料時不需要加熱坩堝，在室溫下操作、使用方便。另 外本復(fù)合涂料無毒、無味，對人無害，不污染環(huán)境，能夠自調(diào)節(jié)熱膨脹應(yīng)力，加熱過程中復(fù)合 涂料隨著坩堝的熱膨脹而變化，避免了涂料層發(fā)生裂紋現(xiàn)象(如圖2所示)，有效地防止了鋁液侵蝕坩堝，提高了鐵坩堝的使用壽命，同時也有效地防止了有害元素鐵進入鋁液中(如表 2所示)，從而發(fā)揮了涂料的保護效果，能夠熔煉出優(yōu)質(zhì)的鋁合金材料；復(fù)合涂料含有的導(dǎo)熱 性優(yōu)良的物質(zhì)提高了熱傳導(dǎo)率，因而不降低合金熔煉速度。本發(fā)明制備的涂料適用于鋁合金、鋅合金熔煉所使用的鐵質(zhì)坩堝。在室溫條件下 把涂料涂刷(抹)在坩堝上，自然干燥，復(fù)合涂料在坩堝表面上形成連續(xù)的保護層，停爐時淘 出鋁液，只需在坩堝內(nèi)澆入少量水使剩余鋁液及氧化皮脫離涂料層(如圖3所示)，即可用夾 鉗取出，操作極為方便。


圖1是氧化鋅涂料使用過程后裂紋狀況照片；圖2是具體實施方式
十制備的熔煉 鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料使用后無裂紋狀況照片；圖3是應(yīng)用具體實施方式
十制備的熔煉 鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料使用后剩余鋁液及氧化皮脫離涂料層的照片。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體 實施方式間的 任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料由導(dǎo)熱骨料、潤滑 助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑、粘結(jié)劑和溶劑組成，各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料 15 85份、潤滑助流骨料25 45份、耐火骨料18 48份、熱膨脹緩沖劑8 25份、粘結(jié) 劑2 12份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與 溶劑的體積比為5 3。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述的導(dǎo)熱骨料是石墨 粉。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述的石墨粉為市售。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二之一不同的是所述的潤滑助 流骨料是滑石粉。其它與具體實施方式
一或二之一相同。本實施方式中所述的滑石粉為市售。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是所述的耐火骨 料是氧化鋅。其它與具體實施方式
一至三之一相同。本實施方式中所述的氧化鋅為市售。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是所述的熱膨脹 緩沖劑是碳酸氫納。其它與具體實施方式
一至四之一相同。本實施方式中所述的碳酸氫納為市售。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是所述的粘結(jié)劑 是硼酸。其它與具體實施方式
一至五之一相同。本實施方式中所述的硼酸為市售。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是所述的溶劑是 水。其它與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是所述熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料34 36份、潤滑助流骨 料22 28份、耐火骨料26 32份、熱膨脹緩沖劑13. 5 16份、粘結(jié)劑4 5份，并且導(dǎo) 熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是所述
熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料31 33份、潤滑助流骨 料29 31份、耐火骨料23 26份、熱膨脹緩沖劑10. 5 13份、粘結(jié)劑5. 5 6份，并且 導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。其它與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是所述熔煉鋁合 金用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料32份、潤滑助流骨料30份、耐火骨料 24份、熱膨脹緩沖劑12份、粘結(jié)劑5. 5份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹 緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。其它與具體實施方式
一至七之一相同。表2是使用本實施方式制備的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料后熔化工業(yè)純鋁含 鐵量變化(原始含鐵量0. 35%)。表2
寸笮·' +Bf:;" 2 4 6 S 10 12 14 720 0 3^0 0 351 0350 OJ50 0.351 0 J51 0.351 'S Hm 760 0.349 0.350 CU51 OJ52 0.350 0.349 0.350 S "C) ^80 0352 0350 0352 0351 OJ50 0,352 0.351 S20 0,351 0,351 O.J52 OJ 55 0.351 0.J52 0,35! S60 0,350 0,350 CO 52 0J5I OJ 53 O J 54 0,35權(quán)利要求
熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料由導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑、粘結(jié)劑和溶劑組成，各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料15～85份、潤滑助流骨料25～45份、耐火骨料18～48份、熱膨脹緩沖劑8～25份、粘結(jié)劑2～12份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5﹕3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的導(dǎo)熱骨料 是石墨粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的潤滑 助流骨料是滑石粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的耐火骨料是氧化鋅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的熱 膨脹緩沖劑是碳酸氫納。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的粘結(jié)劑是 硼酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述的 溶劑是水。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述熔煉鋁合金 用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料34 36份、潤滑助流骨料22 28份、 耐火骨料26 32份、熱膨脹緩沖劑13. 5 16份、粘結(jié)劑4 5份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑助 流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述熔煉鋁合金 用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料31 33份、潤滑助流骨料29 31份、 耐火骨料23 26份、熱膨脹緩沖劑10. 5 13份、粘結(jié)劑5. 5 6份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑 助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，其特征在于所述熔煉鋁合 金用鐵坩堝復(fù)合涂料各成分重量份數(shù)如下導(dǎo)熱骨料32份、潤滑助流骨料30份、耐火骨料 24份、熱膨脹緩沖劑12份、粘結(jié)劑5. 5份，并且導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹 緩沖劑和粘結(jié)劑的總體積與溶劑的體積比為5 3。
全文摘要
熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料，它涉及一種復(fù)合涂料。本發(fā)明解決了現(xiàn)有單一物質(zhì)及調(diào)配劑組成的涂料與鐵坩堝的熱膨脹系數(shù)存在較大差異，致使涂料層發(fā)生裂紋的問題。本發(fā)明的復(fù)合涂料由導(dǎo)熱骨料、潤滑助流骨料、耐火骨料、熱膨脹緩沖劑、粘結(jié)劑和溶劑組成。本發(fā)明的熔煉鋁合金用鐵坩堝復(fù)合涂料涂刷時不需要加熱坩堝，在室溫下操作、使用方便。另外本復(fù)合涂料無毒、無味，對人無害，不污染環(huán)境，能夠自調(diào)節(jié)熱膨脹應(yīng)力，加熱過程中復(fù)合涂料隨著坩堝的熱膨脹而變化，避免了涂料層發(fā)生裂紋現(xiàn)象，有效地防止了鋁液侵蝕坩堝，提高了鐵坩堝的使用壽命。
文檔編號C04B35/66GK101830720SQ20101019341
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者彭德林 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)