【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料加工，具体涉及一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺。
技术介绍
1、铝及铝合金直接水冷半连续铸造工艺，已经历了五个发展阶段，即普通模铸造、矮结晶器铸造、隔热模铸造、热顶铸造以及电磁铸造。电磁铸造由于技术装备比较复杂、操作难度大，又不适合多模铸造，在工艺生产中尚未得到广泛应用。热顶铸造是目前铝合金铸造工业应用最广泛的制备方法，其制备的铸锭表面质量优异，消除了氧化物卷入和吸氢问题，减少了工作强度，显著提升了企业的生产效率。热顶铸造是在传统直冷半连续铸造(dc铸造)基础上演变而来，起初是将一层耐火绝热的石棉置于结晶器里侧，使结晶器上部形成保温热顶，铝液只可在结晶器下部未覆盖耐火材料的区域内结晶，从而有利于熔体中气泡、夹杂物上浮，抑制表面氧化渣的卷入，进而在一定程度上提高铸坯的表面质量和致密度。目前通用的热顶铸造结晶器是使保温槽内铝熔体与分配槽中熔体形成一个水平面，稳定熔体表面氧化膜，消除了氧化物卷入和吸氢等问题，显著提高熔体纯净度。
2、典型热顶铸造结晶器在生产过程中为了降低熔体与结晶器内壁的接触阻力，需要不断在上部供给润滑油，而单一润滑无法达到理想状态，凝固的坯壳与结晶器表面仍具有较大的摩擦阻力，形成特有的连续层状及汗珠状表面，降低了铸锭的表面质量，同时，结晶器与热顶接触部位易于发生金属泄露，造成生产事故。在铝合金热顶铸造之前，通常采用耐火绝热材料填塞热顶工具转接环和石墨环之间缝隙，在热顶铸造过程中起到润滑的作用，来使热顶铸造的铸锭具有更好的表面质量。但是现有技术中一般采用滑石粉、石墨粉与粘结剂调
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺，解决以下技术问题：
2、现有的耐火保温材料粘结强度低且抗热震效果差，使铝合金铸造过程中耐火保温材料脱落，不仅铸造的铝合金出现水平褶皱等表面缺陷，而且导致石墨环和转接板交接处挂铝，造成过程崩口现象，影响铝合金的正常铸造。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺，包括如下步骤：将耐火保温材料涂覆在热顶铸造结晶器的石墨环和转接板连接处表面；
5、所述耐火保温材料如下重量份的原料：50-80重量份的耐火骨料、15-25重量份的粘合剂、2-5重量份悬浮剂；
6、所述粘合剂的制备方法包括如下步骤：
7、s1：将乙烯基有机硅组分、3-巯基丙酸、偶氮二异丁腈、无水乙醇加入反应釜中分散均匀，得到组分一；
8、s2：将组分一、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵加入反应釜中分散均匀，升温至100-110℃，保温搅拌1-3h，控制温度50-60℃，加入氢氧化钠、氧化钙，搅拌条件下保温3-6h，抽滤、旋蒸，得到组分二；
9、s3：二氧化碳气氛中，将组分二、苄基三乙基氯化铵加入反应釜中分散均匀，控制温度120-130℃，保温反应9-12h，抽滤，得到粘合剂。
10、优选地，耐火骨料为质量比为1:0.5-2的石墨和滑石粉混合得到。
11、优选地，悬浮剂为羧甲基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种以任意比混合得到。
12、优选地，s1中乙烯基有机硅组分、3-巯基丙酸、偶氮二异丁腈、无水乙醇的添加比为10g：2-4g：0.55-1.1g：10-20ml。
13、优选地，s2中组分一、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵、氢氧化钠、氧化钙的添加比为10g：2-4g：0.1-0.2g：0.05-0.1g：0.2-1g。
14、优选地，s3中组分二、苄基三乙基氯化铵的质量比为10：0.2-0.4。
15、优选地，所述乙烯基有机硅组分的制备方法包括如下步骤：将正硅酸乙酯、乙醇溶液、盐酸溶液加入反应釜中分散均匀，控制温度40-50℃，保温反应1-3h，加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、无水乙醇共混后加入反应釜中分散均匀，保温反应1-3h，真空抽滤，得到乙烯基有机硅组分。
16、优选地，乙醇溶液为体积比为1:1-2的无水乙醇和去离子水混合得到；盐酸溶液为2.5-5g/ml盐酸水溶液；正硅酸乙酯、乙醇溶液、盐酸溶液、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、无水乙醇的添加比为10g：3.7-5ml：0.05-0.1ml：2-2.5g：1-1.5g：40-50ml。
17、优选地，热顶铸造结晶器的石墨环和转接板连接处在表面涂覆耐火保温材料之前进行打磨、清洁。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本申请以正硅酸乙酯和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为前驱体，丙烯酸羟乙酯为表面修饰剂发生共水解缩合反应，得到乙烯基有机硅组分；并利用3-巯基丙酸的巯基与乙烯基有机硅组分的双键发生点击反应，得到组分一；再利用环氧氯丙烷对组分一进行环氧化处理，得到组分二；最后利用组分二在二氧化碳环境中碳酸酯化，得到粘合剂。
20、本申请利用正硅酸乙酯和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷共混制备有机硅溶胶，有机硅溶胶制备过程中进行分子间交联和自交联的互穿聚合物网络实现增韧改性，提高材料的抗热震性能；而且对乙烯基有机硅组分进行环氧化和碳酸酯基团，在粘合剂中引入羟基和碳酸酯等极性基团，以提高材料的柔性和对石墨环和转接板表面的附着力。将本申请制备的粘结剂粘合耐火骨料、悬浮剂得到耐火保温材料，并将其涂覆粘结在石墨环和转接板表面。耐火保温材料本身的韧性和对材料的高，有效避免铝合金铸造过程中耐火保温材料脱落的问题，提高材料的使用时长；而且其本身耐侵蚀性能，有效避免挂铝等现象，保证铝合金铸造的正常进行。
21、(2)本申请以石墨和滑石粉为原料混合，作为耐火保温材料的耐火骨料；以羧甲基纤维素、钠基膨润土中的任一种作为悬浮剂；将耐火骨料、悬浮剂与粘合剂混合得到耐火保温材料。其中钠基膨润土和羧甲基纤维素添加在耐火保温材料中，有效缓冲新物相产生过程中产生的体积膨胀影响，提高物料的高温强度、粘结强度和抗侵蚀性能，并且提高物料的流动性，改善其施工性能。
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1.一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：将耐火保温材料涂覆在热顶铸造结晶器的石墨环和转接板连接处表面；
2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述耐火骨料为质量比为1:0.5-2的石墨和滑石粉混合得到。
3.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述悬浮剂为羧甲基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种以任意比混合得到。
4.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，S1中乙烯基有机硅组分、3-巯基丙酸、偶氮二异丁腈、无水乙醇的添加比为10g：2-4g：0.55-1.1g：10-20mL。
5.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，S2中组分一、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵、氢氧化钠、氧化钙的添加比为10g：2-4g：0.1-0.2g：0.05-0.1g：0.2-1g。
6.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，S3中组分二、苄基三
7.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述乙烯基有机硅组分的制备方法包括如下步骤：将正硅酸乙酯、乙醇溶液、盐酸溶液加入反应釜中分散均匀，控制温度40-50℃，保温反应1-3h，加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、无水乙醇共混后加入反应釜中分散均匀，保温反应1-3h，真空抽滤，得到乙烯基有机硅组分。
8.根据权利要求7所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述乙醇溶液为体积比为1:1-2的无水乙醇和去离子水混合得到；所述盐酸溶液为2.5-5g/mL盐酸水溶液；正硅酸乙酯、乙醇溶液、盐酸溶液、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、无水乙醇的添加比为10g：3.7-5mL：0.05-0.1mL：2-2.5g：1-1.5g：40-50mL。
9.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，热顶铸造结晶器的石墨环和转接板连接处在表面涂覆耐火保温材料之前进行打磨、清洁。
...【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：将耐火保温材料涂覆在热顶铸造结晶器的石墨环和转接板连接处表面；
2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述耐火骨料为质量比为1:0.5-2的石墨和滑石粉混合得到。
3.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，所述悬浮剂为羧甲基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种以任意比混合得到。
4.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，s1中乙烯基有机硅组分、3-巯基丙酸、偶氮二异丁腈、无水乙醇的添加比为10g：2-4g：0.55-1.1g：10-20ml。
5.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，s2中组分一、环氧氯丙烷、苄基三乙基氯化铵、氢氧化钠、氧化钙的添加比为10g：2-4g：0.1-0.2g：0.05-0.1g：0.2-1g。
6.根据权利要求1所述的一种用于铝合金的热顶铸造的模具处理工艺,其特征在于，s3中组...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛健信，胡志坚，潘保文，罗朝晖，刘浩，
申请(专利权)人：广东金铝轻合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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