本发明涉及涂料领域，具体涉及一种3dp砂型打印铸钢涂料及其制备方法。
背景技术：
1、3dp是增材制造（additive manufacturing，am）技术中的一种，最早是由美国麻省理工学院emanul sachs等人在 1898 年研发，并在 1993 年获得美国专利授权。 在这之后与3dp 技术相关的打印设备、成型材料、系统软件等逐渐被重视，得到快速发展。由于高精度设备的研发和成型材料的拓展等，3dp 已被应用于生物、 医疗、铸造等多个领域。
2、3dp 打印零件的工作原理是：首先铺粉辊将送粉缸提供的粉料均匀平铺在工作缸的打印平台上，随后粘结剂通过加压的方式输送到打印机喷头，喷头在打印机上的计算机控制下，按照当前截面的成型数据，有选择地将粘结剂喷射在粉末平面上来完成粉料的粘结；一层粉末粘结完成后，工作缸打印平台下降一个预先设定的打印粉层厚度，送粉缸再次上升提供粉料，铺粉辊将粉料铺平，开始新一层的粘结；如此逐层往复，最终完成零件的成型。
3、随着科技的进步以及人类对工具使用要求的提高，对铸件的质量要求越来越高。造型材料的好坏直接影响铸件的质量，铸件生产总成本中的70％左右和一半以上的质量问题都与造型材料及其应用有关。各种造型材料制造的铸型中，最普遍和大量使用的是型砂，在我国或世界范围内，应用砂型生产的铸件占应用各种铸型生产铸件的80％以上。在砂型铸造工艺中，最常见的铸件缺陷是粘砂。有关粘砂的机理，至今尚未完全清楚，但比较成熟和公认的粘砂机理主要有机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂是铸件的部分或者表面粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，这是由于金属液渗入铸型表面的微孔形成的，其清理难度取决于金属渗入微孔中的深度。化学粘砂是金属氧化物和铸型材料相互发生化学反应，生成一系列低熔点物质牢固粘附在铸件表面的结果。
4、在铸造生产中，施涂铸造涂料是纺织铸件粘砂、提高铸件表面质量和档次、减少铸件落砂和清理劳动量、提高经济效益等十分有效的技术措施。
5、随着铸造涂料的商业化、专业化、系列化，它己成为铸造生产中不可或缺的重要造型材料之一。将来铸造生产的发展趋势是近净形和绿色集约化铸造，铸造涂料的发展也必须顺应铸造技术总的发展趋势，在铸件精化、提高铸件品质、节约资源、保护环境等方面充分发挥铸造涂料的作用。开发新型的耐火涂料以提高涂料的抗粘砂性能、研究铸件用的浅色涂料以改善劳动环境是当前乃至今后很长时期内，铸造涂料发展应解决的主要问题。
技术实现思路
1、为了提供一种能有效防止铸件产生粘砂缺陷，本发明提供了一种3dp砂型打印铸钢涂料及其制备方法。
2、一种3dp砂型打印铸钢涂料，按照重量分数计，包含以下原料：高铝粉200-300份、凹凸棒粉80-150份、膨润土10-15份、助溶剂35-45份、悬浮剂22-25份以及水50-70份；其中，所述助溶剂为钾长石粉与蔗糖、氧化钾的混合物。
3、在本发明的一些实施方式中，所述高铝粉中三氧化二铝的质量百分含量不低于85%，粒度为350-400目。
4、在本发明的一些实施方式中，所述凹凸棒粉中硅酸盐质量百分含量不低于90%，粒度为350-400目。
5、在本发明的一些实施方式中，所述助溶剂中，钾长石粉与蔗糖、氧化钾的质量比为100：17.1-68.4：56-67.2。
6、进一步地，所述助溶剂中，钾长石粉与蔗糖、氧化钾的质量比为100：34.2-51.3：56-67.2。
7、蔗糖的存在能够促进钾长石被氧化钙热分解并形成托贝莫来石，适量的蔗糖也会影响托贝莫来石的晶体结构：适量的蔗糖会促使托贝莫来石的表面结构由紧密交叉的针状晶体变为松散的层状晶体，这使得所得涂料既能作为针状结构浸入铸型粉粒间，也能作为层状晶体在金属与铸型之间形成保护陶瓷层，同时实现防粘砂和烧结易剥离的特性。
8、然而，过量的蔗糖也会与氧化钙分解出的钙离子螯合形成大量的络合物，从而抑制钾长石的热分解以及托贝莫来石的形成，也就无法形成良好的剥离层，高温液体金属也会突破涂料层，流向铸型粉粒间的空隙，导致金属铸件表面光洁度不佳。因此，基于所述助溶剂中三种组分的搭配使用，通过试验优选出，所述钾长石粉、蔗糖和氧化钙的使用质量比为100：34.2-51.3：56-67.2。
9、在本发明的一些实施方式中，所述膨润土与所述助溶剂的质量份数比为1：2.5-3。
10、在本发明中，膨润土作为骨料粉，与高铝粉和凹凸棒粉搭配使用，使涂料具有合适的粒度配比，能够有效改善涂料的性能，更为重要的是，膨润土也能作为高温粘结剂，与所述助溶剂中的蔗糖作为低温粘结剂搭配使用：蔗糖能保证常温涂层强度，膨润土则能保证浇注液体金属时的高温强度，提高涂层的抗冲刷能力，防止裂纹的出现，实现铸件表面的光洁。为实现更加理想的铸造性能，本发明中，优选所述膨润土与所述助溶剂的使用重量份数比为1：2.5-3。
11、在本发明的一些实施方式中，所述悬浮剂为羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酸胺中的至少一种。
12、以上所述3dp砂型打印铸钢涂料的制备方法，包含以下步骤：
13、s1：称取高铝粉、凹凸棒粉和膨润土放入球磨机中研磨，制备出骨料浆；
14、s2：将s1所得骨料浆烘干后，进行研磨，得到骨料粉；
15、s3：将钾长石粉、蔗糖和氧化钾混合后研磨，水热处理20-30min后，冷却干燥，研磨得到助溶剂；
16、s4：将助溶剂、悬浮剂和水，搅拌均匀后，分批次加入s2所得骨料粉，搅拌均匀即得所述3dp砂型打印铸钢涂料。
17、进一步地，s3中所述水热处理温度为60-80℃。
18、进一步地，s4中所述骨料粉分3-5批次投料，每次投料质量相同或不同。
19、有益效果：与现有技术相比，本发明所述3dp砂型打印铸钢涂料的抗冲刷能力强、抗粘砂性能好，成本低，剥离效果佳，钨扬尘现象。
1.一种3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，按照重量分数计，包含以下原料：高铝粉200-300份、凹凸棒粉80-150份、膨润土10-15份、助溶剂35-45份、悬浮剂22-25份以及水50-70份；其中，所述助溶剂为钾长石粉与蔗糖、氧化钾的混合物。
2.根据权利要求1所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述高铝粉中三氧化二铝的质量百分含量不低于85%，粒度为350-400目。
3.根据权利要求1所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述凹凸棒粉中硅酸盐质量百分含量不低于90%，粒度为350-400目。
4.根据权利要求1所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述助溶剂中，钾长石粉与蔗糖、氧化钾的质量比为100：17.1-68.4：56-67.2。
5.根据权利要求4所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述助溶剂中，钾长石粉与蔗糖、氧化钾的质量比为100：34.2-51.3：56-67.2。
6.根据权利要求1所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述膨润土与所述助溶剂的质量份数比为1：2.5-3。
7.根据权利要求1所述3dp砂型打印铸钢涂料，其特征在于，所述悬浮剂为羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚丙烯酸胺中的至少一种。
8.权利要求1-7任意一项所述3dp砂型打印铸钢涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述3dp砂型打印铸钢涂料的制备方法，其特征在于，s3中所述水热处理温度为60-80℃。
10.根据权利要求8所述3dp砂型打印铸钢涂料的制备方法，其特征在于，s4中所述骨料粉分3-5批次投料，每次投料质量相同或不同。
