提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410023308.1(22)申请日 2024.01.08(71)申请人 江苏凯特汽车部件有限公司地址 213133 江苏省常州市新北区罗溪镇空港工业园 申请人 河海大学(72)发明人 管歆格胡因行田泽张亦杰李萍(74)专利代理机构 常州市科谊专利代理事务所 32225专利代理师 何欢欢(51)Int.Cl.B22C 3/00(2006.01)B22C 23/02(2006.01)B22D 17/20(2006.01)(54)发明名称一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法(57)。

2、摘要一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，它包括：金属型模具的涂料配方、配制、金属型模具表面处理以及涂料喷涂工艺要求四个部分组成，根据模具防护、温度场调控、铸造性调控以及铸件表面光洁度要求涂料配方由涂料A与涂料B两种，涂料在配制过程通过加入石墨烯并均匀化处理有效提升涂层的成膜能力与附着力，喷涂前经对模具表面前处理以及特殊的涂料喷涂工艺得到一种耐热疲劳能力强、附着力、耐磨性能高的陶瓷涂层，该涂层对模具温度场调控、铸造性改善稳定、对模具防护性能好、铸件表面光洁度以及铸造生产效率提升显著。权利要求书3页 说明书9页 附图4页CN 117505772 A2024.02.06CN 1175。

3、05772 A1.一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于，包括：金属模具涂料配方的制备，所述金属模具涂料包括涂料A与涂料B，所述涂料A具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及充型过程蓄气的功能,主要应用于边模、顶模侧面；所述涂料B具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及促进充型过程熔体流动的功能,还具有改善铸件表面质量与助于拔模的功能,主要应用于底模与顶模底面；喷涂前金属模具表面处理,包括金属模具表面清理、研磨、喷砂以及预热处理；金属模具涂料喷涂工艺要求,包括金属模具表面温度控制，喷涂过程喷枪工作参数控制、金属模具不同区域涂层厚度与厚度梯度控制以及喷涂后涂层固化处理。2.根。

4、据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：所述涂料A与涂料B均包含石墨烯、铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）、硅酸钠（Na2O nSiO2）、环氧树脂、蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、三聚磷酸钠（Na5P3O10）与石墨粉；所述涂料A与涂料B的配方依据其所具备的功能不同而配制；其中，n、x均为正整数；所述涂料A与涂料B配制步骤如下：步骤1:依据涂料A与涂料B各添加料的比例先将铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）耐火骨料。

5、与蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、三聚磷酸钠（Na5P3O10）与石墨粉辅料放在一起混合均匀；步骤2:依据涂料A与涂料B各添加料的比例再将硅酸钠（Na2O nSiO2）、环氧树脂与部分软化水混合均匀；步骤3：将步骤1混合物加入步骤2搅拌均匀；步骤4：将步骤3的混合物溶入剩余的软化水中并持续搅拌；步骤5：将石墨烯与DMF溶剂按照重量1:10的比例将石墨烯加入DMF溶剂内搅拌充分溶解；步骤6：将步骤5配制的石墨烯溶液加入步骤4的溶液中并持续搅拌。3.根据权利要求2所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：所述涂料A各添加料的比例：。

6、相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2030克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量3050克；锆英粉（ZrO2）的用量1020克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量1025克；所述涂料B各添加料的比例：相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2540克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量1525克；锆英粉。

7、（ZrO2）的用量3050克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量2050克。4.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：喷涂前金属模具表面处理步骤包括：步骤1:将金属模具表面旧涂料以及所粘附的铝清理干净；权利要求书1/3 页2CN 117505772 A2步骤2:使用银色自干漆喷涂金属模具表面,检验表面是否存在凹凸不平缺陷；步骤3:对金属模具表面存在凹坑的区域。

8、实施焊补,然后使用磨头、砂纸与油石将金属模具表面焊补区及凸起区域锉平、打磨、研磨平整；步骤4:使用喷枪以干燥压缩空气为介质携带各占50%的0.20mm与0.30mm的硬质钢丸对金属模具表面打砂处理3.05.0分钟,压力介质的压力在5560KPa；将金属模具表面锈迹、细小残渣清理干净，以及促进金属模具表面洁净与提升致密度，增强涂料喷涂后附着力；步骤5：将步骤4处理后的金属模具放入预热炉，预热温度320350，保温2030分钟；将金属模具表面含结晶水的矿物质烘干以及将金属模具蓄积一定量的热能为喷涂涂料做准备；步骤6：将预热的金属模具出炉，准备喷涂涂料。5.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车。

9、轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：涂料喷涂前使用便携式测温仪测量边模、顶模与底模表面温度,金属模具表面温度在180250方可喷涂涂料。6.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：将配制好的涂料A或涂料B加入喷枪涂料储存罐内,涂料A或涂料B喷涂时喷枪的工作参数包括：调整喷枪供气压力50KPa55KPa,调整喷枪喷嘴雾化角度，当喷嘴距离金属模具表面的距离为200mm300mm时，喷涂面积为1962.5mm22826.0mm2；喷枪与金属模具喷涂表面呈90150，喷涂过程喷枪移动速度50100mm/s。7.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质。

10、量与铸造性的方法，其特征在于：边模涂层厚度：朝向铸件窗口区域的边模表面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的边模涂料厚度梯度应为1：1.5：2；朝向铸件R角区域的边模表面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的边模涂料厚度梯度为1：1.5：1；所述顶模侧面涂层厚度：朝向铸件窗口区域的顶模侧面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的顶模侧面涂料厚度梯度为1：1.5：2；朝向铸件R角区域的顶模侧面由铸件轮辋上轮缘至铸件R角所对应的顶模侧面涂料厚度梯度为1：1.5：1；所述底模涂层厚度：沿径向由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度为1：1.5：2；所述顶模底面涂层厚度：沿径向由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度为1：1.5。

11、：2。8.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：所述涂层数量为34层，每层涂层厚度为3060 um，每喷涂一层，涂层干透方可喷涂下一层，最终涂层厚度为120250 um。9.根据权利要求1所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，其特征在于：所述涂层固化处理：喷涂结束，对涂层表面目视检查，检查合格后将边模、顶模与底模放置于模具加热炉内，经6090分钟加热炉内从室温加热至500550保温3045分钟对涂料层实施固化处理。权利要求书2/3 页3CN 117505772 A310.根据权利要求3所述的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法。

12、，其特征在于：所述石墨粉的添加用量为2050克，且拔模难度大的金属模具区域涂层喷厚小于拔模难度低的金属模具区域。权利要求书3/3 页4CN 117505772 A4一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法技术领域0001本发明涉及铸造领域，具体地，涉及一种通过新的涂料配方、涂料配制以及喷涂工艺提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法。背景技术0002近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车正在全球尤其是中国快速增长，随着汽车工业的高速发展。汽车轮胎向无内胎、大直径、扁平化方向的发展迅速。一方面大直径、扁平化的轮胎与地面的接触面积更大，增加了汽车与地面的。

13、附着力和摩擦力，使汽车的操纵性能更好，从而提高了汽车的安全性与舒适性；另一方面大直径、扁平化轮胎与相应的车轮配合，更显现代、霸气和时髦，深受年轻玩车族群的青睐；由于轮胎向无内胎、大直径、扁平化的发展迅速，这也使得与之匹配的铝合金车轮越来越有向大直径、宽轮辋发展的趋势。0003新能源汽车其整车重量大于同规格燃油车250400Kg，其驱动系统特点为驱动电机功率和转矩密度大、转矩快，有很强的过载能力，非常大的瞬间启动转矩。铝合金车轮作为新能源汽车驱动系统的关键部件之一，由于新能源汽车普遍重于同级别传统汽车，其车轮所承受载荷更大，对强度和抗疲劳性能要求更高，其安全性与可靠性要远高于常规燃油汽车车轮。0。

14、004汽车铝车轮制造方式按照大类分为铸造与锻造两种方式，而我国以铸造方式所制造的汽车铝车轮占比90%以上。对于铝合金车轮铸造技术来说，金属型模具涂料的性能、配方、制备的方法、模具涂料喷涂前的预处理以及喷涂工艺技术是影响模具使用寿命，调节铸造温度场，改善铸造性,提升铸件表面质量与预防铸造缺陷，提升车轮安全性与可靠性以及提升生产效率的关键因素。铸造铝车轮制造行业,特别是大尺寸铸件模具在铸造过程普遍存在涂料老化快、抗热疲劳性低、涂料与模具表面结合力低，容易脱落、表面不致密，耐磨性差，使用周期短等问题，导致铸造过程模具型腔表面易腐蚀，模具使用寿命低，生产过程铸造性不稳定导致铸件质量不稳定，生产效率低，。

15、因此，研发耐热疲劳性强、耐磨性优良的涂料以及完善的喷涂方法具有重要意义。0005研究发现，金属型模具涂料的性能与涂料各组成成分的特性，涂料的配制，金属模具喷涂前的处理以及涂料的喷涂过程工艺管控等因素的影响相关。0006现有技术CN201811312833.6一种金属模具耐火涂料，其“配方中的原料按重量百分比组成分别是：石墨粉15%，粘结剂15%，莫来石粉24%，水513%，水玻璃1520%，PVA810%，PVP57%。”其一，该专利仅仅公布了涂料的组成与配比；其二,该专利并未公示粘结剂具体的组成;其三，该专利并未公开该涂料如何配制，涂料喷涂前模具如何处理，采用怎样的喷涂工艺；其四，该公开发明。

16、涂料配方为目前行业内常用的金属模具涂料配方，使用现有技术配制，喷涂后该涂料耐磨性差，涂层与模具表面结合力低,不满足大尺寸铝车轮金属型铸造模具对涂料防护性能、保温性能、温度场调控性能、抗热疲劳性能以及耐久性能的要求。说明书1/9 页5CN 117505772 A50007现有技术CN201610465966.1提供了一种轮毂成型模具涂料的制备方法，其中所述制备方法包括：(1)将钠基膨润土、三聚磷酸钠、硅藻土、环氧树脂和水搅拌混合，形成混合液M；(2)将所述混合液M静置24h后加入耐火粉料，搅拌后得到混合液N；(3)将混合液N置于密封环境中进行陈化处理，得到轮毂成型模具涂料；其中，相对于100重量。

17、份的水，所述钠基膨润土的用量为515重量份，所述三聚磷酸钠的用量为28重量份，所述硅藻土的用量为13重量份，所述环氧树脂的用量为1020重量份。该公开技术存在以下问题，其一,该公开技术车轮模具的不同部位使用同一规格涂料，不能满足大尺寸车轮铸造模具各区域温度场梯度的调整、对铸件不同区域铸造性的调整以及铸件外观光洁度的管控；其二，该公开技术并未公开所加入的耐火粉料是怎样的成分，配比是怎样的；其三，该专利并未公开涂料喷涂前模具如何处理，采用怎样的喷涂工艺；其四，该公开发明涂料配方，使用现有技术喷涂，喷涂后经使用该涂料耐磨性差，涂层与模具表面结合力低。其五，该公开发明在实施例中耐火粉料(粒径为8mm)。

18、或(粒径为5mm),颗粒尺寸太大,所形成的涂层表面粗糙,不满足新能源汽车对铝车轮铸件外观光洁度的要求。0008现有金属型模具涂料配制与喷涂方法不能满足大尺寸铝车轮金属型铸造模具对涂料性能以及喷涂方法要求，产品性能不满足新能源汽车对铝车轮安全性与可靠性的要求。因此，行业内技术研发人员与研究机构迫切希望解决以上存在的问题，提供一种涂层材质耐热能力强，针对模具温度场要求满足不同区域模具使用有针对性的涂料，以满足通过涂料调整温度场,改善铸造性以及提升铸件外观质量与铸件内在质量，喷涂固化后涂层结合力强，涂层耐磨性优良以及提供一种稳定的喷涂工艺方法是目前亟需解决的问题。发明内容0009本发明所要解决的技术。

19、问题是，克服现有技术的不足，提供一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，它能有效提升模具的使用寿命,调节铸造过程温度场,改善模具铸造性在与提升铸件外观品质,提升生产效率。0010为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，它包括：金属模具涂料配方的制备，所述金属模具涂料包括涂料A与涂料B，所述涂料A具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及充型过程蓄气的功能,主要应用于边模、顶模侧面；所述涂料B具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及促进充型过程熔体流动的功能,还具有改善铸件表面质量与助于拔模的功能,主要应用于底模与顶模底面。0011喷涂。

20、前金属模具表面处理,包括金属模具表面清理、研磨、喷砂以及预热处理。0012金属模具涂料喷涂工艺要求,包括金属模具表面温度控制，喷涂过程喷枪工作参数控制、金属模具不同区域涂层厚度与厚度梯度控制以及喷涂后涂层固化处理。0013进一步的，所述涂料A与涂料B均包含石墨烯、铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）、硅酸钠（Na2O nSiO2）、环氧树脂、蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、三聚磷酸钠（Na5P3O10）与石墨粉；所述涂料A与涂料B的配方依据其所具备的功能不同而配制；其中，n、x均为正整数。0014所述涂。

21、料A与涂料B配制步骤如下：说明书2/9 页6CN 117505772 A6步骤1:依据涂料A与涂料B各添加料的比例先将铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）耐火骨料与蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、三聚磷酸钠（Na5P3O10）与石墨粉辅料放在一起混合均匀。0015步骤2:依据涂料A与涂料B各添加料的比例再将硅酸钠（Na2O nSiO2）、环氧树脂与部分软化水混合均匀。0016步骤3：将步骤1混合物加入步骤2搅拌均匀。0017步骤4：将步骤3的混合物溶入剩余的软化水中并持续搅拌。0018步骤5：将石墨烯与。

22、DMF溶剂按照重量1:10的比例将石墨烯加入DMF溶剂内搅拌充分溶解。0019步骤6：将步骤5配制的石墨烯溶液加入步骤4的溶液中并持续搅拌。0020进一步的，所述涂料A各添加料的比例：相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2030克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量3050克；锆英粉（ZrO2）的用量1020克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量10。

23、25克。0021所述涂料B各添加料的比例：相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2540克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量1525克；锆英粉（ZrO2）的用量3050克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量2050克。0022涂料A与涂料B各添加料在涂料中的功能为：所述石墨烯为片状的结构，能促进涂料成膜，增强涂料膜与金属模具表面的附着力，提升涂层致密。

24、性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到金属模具基体表面,石墨烯层与层之间有良好的润滑作用，其片层结构可以将涂层分割成许多小区间，能够有效地降低涂层内部应力，消耗断裂能量，进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性,是提升涂料附着力，强韧性，抗热疲劳性能的关键成分。0023所述铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）与锆英粉（ZrO2）为耐火骨料，所述铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)在高温受热环境下膨胀均匀、抗热震稳定性好、高温蠕变值小、硬度大；所述硅藻土（2SiO2nH2O）孔体积率大、吸水性能好、因材质含有许多微小的孔,保温性能优良；所述锆英粉（ZrO2）高温受热环境下膨胀。

25、率低、抗热震稳定性好、高温蠕变值小、耐磨性高以及能形成致密光洁的膜,有助于改善铸件的表面质量。0024所述硅酸钠（Na2O nSiO2）、环氧树脂为粘结剂；所述硅酸钠（Na2O nSiO2）为矿物质优良粘合剂,有助于涂料喷涂后成膜；所述环氧树脂为浇注材料胶粘剂,促进金属涂膜附着力强,有较强的耐热性,对各种材料有非常好的粘结性。0025所述蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、三聚磷酸钠（Na5P3O10）与石墨粉为辅助添加料；所述蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2具有较强的粘结性、膨润性、悬浮性以及吸附性；所述三聚磷。

26、酸钠（Na5P3O10）起到水分保持以及金属螯合的功能；所述石墨粉由较强的润滑与导热功能,有助于铸件拔模。0026进一步的，喷涂前金属模具表面处理步骤包括：说明书3/9 页7CN 117505772 A7步骤1:将金属模具表面旧涂料以及所粘附的铝清理干净。0027步骤2:使用银色自干漆喷涂金属模具表面,检验表面是否存在凹凸不平缺陷。0028步骤3:对金属模具表面存在凹坑的区域实施焊补,然后使用磨头、砂纸与油石将金属模具表面焊补区及凸起区域锉平、打磨、研磨平整。0029步骤4:使用喷枪以干燥压缩空气为介质携带各占50%的0.20mm与0.30mm的硬质钢丸对金属模具表面打砂处理3.05.0分钟,。

27、压力介质的压力在5560KPa；将金属模具表面锈迹、细小残渣清理干净，以及促进金属模具表面洁净与提升致密度，增强涂料喷涂后附着力。0030步骤5：将步骤4处理后的金属模具放入预热炉，预热温度320350，保温2030分钟；将金属模具表面含结晶水的矿物质烘干以及将金属模具蓄积一定量的热能为喷涂涂料做准备。0031步骤6：将预热的金属模具出炉，准备喷涂涂料。0032进一步的，涂料喷涂前使用便携式测温仪测量边模、顶模与底模表面温度,金属模具表面温度在180250方可喷涂涂料，温度偏低喷涂层容易流挂,附着力低,温度过高喷涂过程将产生飞溅。0033进一步的，将配制好的涂料A或涂料B加入喷枪涂料储存罐内,。

28、涂料A或涂料B喷涂时喷枪的工作参数包括：调整喷枪供气压力50KPa55 KPa,调整喷枪喷嘴雾化角度，当喷嘴距离金属模具表面的距离为200mm300mm时，喷涂面积为1962.5mm22826.0mm2；喷枪与金属模具喷涂表面呈90150，喷涂过程喷枪移动速度50100mm/s。喷涂压力过小喷涂时涂料颗粒分散,涂膜致密性降低,涂层强度低,涂层与模具表面以及涂料层与层间附着力降低；保持足够高的喷涂压力，涂料颗粒飞散出来的多,涂层致密,涂层之间附着力高；喷嘴至模具间距离过大时,涂料还没有粘附在模具表面水分就立即蒸发,有效接触面积小,形成疏松的涂层,且涂层内有空气堆积,容易散垮；当喷嘴至模具间距离过。

29、小时,喷涂过程水分还没有蒸发,又被后续的涂料覆盖,在后续的涂层固化时将发生起泡。0034进一步的，边模涂层厚度：朝向铸件窗口区域的边模表面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的边模涂料厚度梯度应为1：1.5：2；朝向铸件R角区域的边模表面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的边模涂料厚度梯度为1：1.5：1，因铸件轮辐与轮辋连接区域R角为热节点，靠近热节点的区域涂料适当喷薄。0035所述顶模侧面涂层厚度：朝向铸件窗口区域的顶模侧面由铸件轮辋上轮缘至轮辋下轮缘所对应的顶模侧面涂料厚度梯度为1：1.5：2；朝向铸件R角区域的顶模侧面由铸件轮辋上轮缘至铸件R角所对应的顶模侧面涂料厚度梯度为1：1.5：1。

30、，因铸件轮辐与轮辋连接区域R角为热节点，靠近热节点的区域涂料适当喷薄。0036所述底模涂层厚度：沿径向由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度为1：1.5：2。0037所述顶模底面涂层厚度：沿径向由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度为1：1.5：2。0038进一步的，所述涂层数量优选为34层，每层涂层厚度为3060 um，每喷涂一层，涂层干透方可喷涂下一层，最终涂层厚度为120250 um。0039进一步的，所述涂层固化处理：喷涂结束，对涂层表面目视检查，检查合格后将边模、顶模与底模放置于模具加热炉内，经6090分钟加热炉内从室温加热至500550保温3045分钟对涂料层实施固化处理，以提升涂层的硬度，抗热疲。

31、劳性。说明书4/9 页8CN 117505772 A80040进一步的，所述石墨粉的添加用量优选为2050克，对于拔模难度大的金属模具取添加量的上限，对于拔模力或脱模力大的区域涂层适当喷厚3060um,以便于拔模或脱模。0041进一步的，所述涂料A与涂料B配制过程所使用的水为经过脱油处理，导电率低于40S/的软化水。0042进一步的，所述铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）、硅酸钠（Na2O nSiO2）、蒙脱石粉需研磨至600800目。0043进一步的，所述喷枪具备喷涂时供给气体压力可调控，喷涂时喷嘴距金属模具表面距离可检测以及喷嘴喷涂量与喷涂。

32、面积调控功能。0044所述喷枪由压缩空气导管、压力调节阀、数字显示屏、喷嘴、距离测试探头、压缩空气开关、喷枪手柄以及涂料存储罐组成。0045所述压缩空气导管与喷枪气管接头连接；所述压力调节阀可调节供给喷嘴的压力大小；所述数字显示屏可显示喷涂压力参数以及喷嘴至模具间的距离；所述喷嘴可调节开口大小以调整涂料喷出量以及雾化面积大小；距离测试探头可探测喷嘴至模具间的距离,通过喷枪内置传感器将测试距离显示在数字显示屏上,方便向作业员提供工艺参数管控信息,确保涂料喷涂质量；所述压缩空气开关与喷枪内供气管路连接,压缩空气开关打开状态可实施涂料喷涂,压缩空气开关关闭状态涂料喷涂停止；所述压缩空气开关设置在喷枪。

33、手柄的上方以便于作业员喷涂过程控制压缩空气开关；所述涂料存储罐在喷枪手柄的下方,涂料存储罐内置导管,其中导管的一端至涂料存储罐的底部,导管的另一端与喷枪内部的气管连接；所述涂料喷枪供气压力及喷涂过程喷嘴至模具之间的距离可控,方便作业员识别。0046有益效果：经以上技术所制备的铝车轮金属型铸造模具涂料及喷涂方法，有效解决了铸造过程模具因涂料老化，脱落等异常导致温度场紊乱问题，铸造过程涂料易脱落与粗糙的问题以及铸造过程模具表面易腐蚀的问题，所制备的涂料喷涂后硬度高，热稳定性好，表面致密，在模具上附着力高，模具使用周期长，生产效率高。经测试涂料喷涂后可连续铸造16小时不需要补喷涂料，使用周期可达72。

34、小时，连续铸造200280件铸件模具不下机台，达到为大尺寸金属型铸造模具对涂料的高抗热疲劳性，高受热稳定性以及高附着力性能的要求，和现有技术相比，本发明压力铸造金属型模具涂料以及喷涂方法适合批量连续化生产，具有成本低、产品质量稳定，为金属型铸造模具保护、改善产品质量以及提升生产效率有非常显著的促进作用。附图说明0047图1 本发明所述喷枪示意图；图2 本发明铸件主视图；图3 本发明中各金属模具布置示意图；图4 本发明铸件凝固顺序示意图；图5 本发明铸件俯视图。0048其中,1.喷枪,11.压缩空气导管,12.压力控制阀,13.数字显示屏,14.喷嘴,15.距离测试探头,16.压缩空气开关,17。

35、.喷枪手柄,18.涂料存储罐，2.铸件，21.轮辋说明书5/9 页9CN 117505772 A9上轮缘，22.轮辋下轮缘，23.铸件R角，24.顶模分流锥，25.铸件冒口，26、铸件轮辐，27.铸件轮辋，28、铸件窗口，31.顶模侧面，32.顶模底面，33.底模，34.边模。具体实施方式0049为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。0050在本实施例中各使用10Kg软化水以制备涂料A与涂料B，对大尺寸模具7812410实施涂料喷涂。0051实现以上技术的具体方案是采用新涂料A和涂料B，并采用优异的喷涂工艺，具体方案如下：所述涂料A各添。

36、加料的配方：相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2030克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量3050克；锆英粉（ZrO2）的用量1020克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量1025克。其中，n、x均为正整数。0052所述涂料A具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及充型过程蓄气的功能显著,主要应用于边模34、顶模侧面31。0053所述涂料B各添加料。

37、的配方：相对于1000克的水，所述石墨烯的用量35克，铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)的用量2540克，硅藻土（2SiO2nH2O）的用量1525克；锆英粉（ZrO2）的用量3050克，硅酸钠（Na2O nSiO2）的用量4060克，环氧树脂的用量150200克，蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2的用量70150克，三聚磷酸钠（Na5P3O10）的用量4060克，石墨粉的用量2050克。0054所述涂料B具有防护模具腐蚀、保温、调整温度场以及促进充型过程熔体流动的功能,还具有显著的改善铸件2表面质量与助于拔模与脱模的功效,主要应用于底模33与顶模底面3。

38、2。0055涂料A配制步骤：步骤1:先将250克铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、400克硅藻土（2SiO2nH2O）、150克锆英粉（ZrO2）耐火骨料与、120克蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、500克三聚磷酸钠（Na5P3O10）与120克石墨粉辅料放在一起混合均匀。0056步骤2:再将500克硅酸钠（Na2O nSiO2）、1800克环氧树脂与部分软化水混合均匀。0057步骤3:将步骤1混合物加入步骤2搅拌均匀。0058步骤4:将步骤3的混合物溶入剩余的软化水中并持续搅拌。0059步骤5：将15克石墨烯与DMF溶剂按照重量1:10的比例将石。

39、墨烯加入DMF溶剂内搅拌充分溶解。0060步骤6:将步骤5配制的石墨烯溶液加入步骤4的溶液中并持续搅拌。0061经以上步骤配制成一种大尺寸金属型铸造模具所使用的涂料A。0062所述涂料B配制步骤：步骤1:将350克铝硅酸盐(3Al2O32SiO2)、200克硅藻土（2SiO2nH2O）、450克锆英说明书6/9 页10CN 117505772 A10粉（ZrO2）耐火骨料与120克蒙脱石粉Nax（H2O）4(Al2xMg0.83 )Si4O10（HO）2、500克三聚磷酸钠（Na5P3O10）与250克石墨粉辅料放在一起混合均匀。0063步骤2:再将500克硅酸钠（Na2O nSiO2）、18。

40、00克环氧树脂与部分软化水混合均匀。0064步骤3:将步骤1混合物加入步骤2搅拌均匀。0065步骤4:将步骤3的混合物溶入剩余的软化水中并持续搅拌。0066步骤5：将35克石墨烯与DMF溶剂按照重量1:10的比例将石墨烯加入DMF溶剂内搅拌充分溶解。0067步骤6:将步骤5配制的石墨烯溶液加入步骤4的溶液中并持续搅拌。0068经以上步骤配制成一种大尺寸铝车轮金属型铸造模具所使用的涂料B。0069喷涂前金属模具表面处理,包括金属模具表面清理、研磨、喷砂以及预热处理。具体步骤为：步骤1:将金属模具表面旧涂料以及所粘附的铝清理干净。0070步骤2:使用银色自干漆喷涂金属模具表面,检验表面是否存在凹凸。

41、不平缺陷。0071步骤3:对金属模具表面存在凹坑的区域实施焊补,然后使用磨头、砂纸与油石将金属模具表面焊补区及凸起区域锉平,打磨,研磨平整。0072步骤4:使用喷枪1以干燥压缩空气为介质携带各占50%的0.20mm与0.30mm的硬质钢丸对金属模具表面打砂处理4.0分钟,压力介质的压力在5560KPa；其目的为将金属模具表面锈迹、细小残渣清理干净，以及促进金属模具表面洁净与提升致密度，增强涂料喷涂后附着力。0073步骤5：将步骤4处理后的金属模具放入预热炉，预热温度330，保温5分钟；其目的为将金属模具表面含结晶水的矿物质烘干以及将金属模具蓄积一定量的热能为喷涂涂料做准备。0074步骤6：将预。

42、热的金属模具出炉，准备喷涂涂料。0075所述涂料A与涂料B在金属模具上的喷涂要求包括：模具温度、喷涂工艺、喷涂层厚度、涂层固化工艺以及涂料喷枪技术要求。0076如图3所示为金属模具的布置示意图，铸件2位于中心，金属模具围绕铸件2布置，其中，边模34在铸件2的外周面设置有四个，顶模位于铸件2顶部，底模33位于铸件2的底部，铸件轮辐26与铸件轮辋27连接区域具有铸件R角23，如图5所示为铸件主视图，相邻铸件轮辐26之间形成镂空的铸件窗口28。0077所述模具表面温度技术要求为：涂料喷涂前使用便携式测温仪测量四块边模34、顶模侧面31、顶模底面32与底模33的表面温度（如图3所示）,模具表面温度在1。

43、80250方可喷涂涂料。0078所述涂料A的喷涂工艺要求：将配制好的涂料A加入喷枪涂料储存罐18内,调整喷枪供气压力至50KPa,调整喷嘴14雾化角度，喷嘴14至金属模具表面距离在200mm300mm时喷涂面积在1962.5mm22826.0mm2，喷涂过程喷枪与金属模具喷涂表面呈90150，喷涂过程喷枪移动速度50100mm/s；对四块边模34与顶模侧面31实施喷涂。0079所述涂料B的喷涂工艺要求：将配制好的涂料B加入喷枪涂料储存罐18内,调整喷枪供气压力至50KPa,调整喷嘴14雾化角度，喷嘴14至金属模具表面距离在200mm说明书7/9 页11CN 117505772 A11300mm。

44、时喷涂面积在1962.5mm22826.0mm2；喷涂过程喷枪与金属模具喷涂表面呈90150，喷涂过程喷枪移动速度50100mm/s；对底模33与顶模底面32实施喷涂。0080如图4所示为铸件2凝固顺序示意图；先由铸件2轮辋上轮缘21至轮辋下轮缘22，再由轮辋下轮缘22向中心方向汇集凝固，在铸件2的上表面向铸件冒口25汇集，在铸件2的下表面向顶模分流锥24汇集。0081涂层厚度要求：依据铸件2凝固顺序以及铸造过程模具温度场梯度分布技术要求，四块边模34的涂层厚度要求为：朝向铸件窗口28区域的边模34表面由铸件2轮辋上轮缘21至轮辋下轮缘22所对应的边模涂料厚度梯度应在1：1.5：2；朝向铸件R。

45、角23区域（轮辐与轮辋连接区域）的边模34表面由铸件2轮辋上轮缘21至轮辋下轮缘22所对应的边模涂料厚度梯度在1：1.5：1，因铸件轮辐26与铸件轮辋27连接区域（即铸件R角23）为热节点，靠近铸件R角23的区域涂料适当喷薄。0082顶模侧面31涂层厚度要求为：朝向铸件窗口28区域的顶模侧面31由铸件2轮辋上轮缘21至轮辋下轮缘22所对应的顶模侧面涂料厚度梯度在1：1.5：2；朝向铸件R角23区域（轮辐与轮辋连接区域）的顶模侧面31由铸件2轮辋上轮缘21至铸件2R角23所对应的顶模侧面31涂料厚度梯度在1：1.5：1，因铸件R角23为热节点，靠近热节点的区域涂料适当喷薄。0083底模33沿径向。

46、由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度在1：1.5：2。0084顶模底面32沿径向由外至内涂层逐渐增厚；厚度梯度在1：1.5：2。0085所述涂层数量：涂层3层最佳；每层涂层厚度3060 um，每喷涂一层，涂层干透方可喷涂下一层，最终涂层厚度为120250 um。0086所述涂层固化处理：喷涂结束，对涂层表面目视检查，检查合格后将边模34、顶模与底模放置于金属模具加热炉内，经6090分钟加热炉内从室温加热至520，保温35分钟对涂料层实施固化处理，促进涂层陶瓷化，以提升涂层的硬度，抗热疲劳性。0087经以上喷涂处理的模具组装后等待上机台，准备压力铸造。0088进一步，所述铝硅酸盐(3Al2O32SiO。

47、2)、硅藻土（2SiO2nH2O）、锆英粉（ZrO2）、硅酸钠（Na2O nSiO2）、蒙脱石粉需研磨至800目。0089进一步，依据所铸造产品造型以及拔模与脱模难易程度，所述石墨粉的用量在2050克范围内调整，对于拔模难度大的模具取添加量的上限，对于拔模力或脱模力大的区域涂层适当喷厚3060um,以便于拔模或脱模。0090如图1所示，喷枪1包括压缩空气导管11、压力调节阀12、数字显示屏13、喷嘴14、距离测试探头15、压缩空气开关16、喷枪手柄17以及涂料存储罐18。0091压缩空气导管11与喷枪气管接头连接；压力调节阀12可调节供给喷嘴14的压力大小；数字显示屏13可显示喷涂压力参数以及。

48、喷嘴14至模具间的距离；喷嘴14可调节开口大小以调整涂料喷出量以及雾化面积大小；距离测试探头15可探测喷嘴14至模具间的距离,通过喷枪1内置传感器将测试距离显示在数字显示屏13上,以向作业员提供工艺参数管控信息,确保涂料喷涂质量；压缩空气开关16与喷枪1内供气管路连接,压缩空气开关16打开状态可实施涂料喷涂,压缩空气开关16关闭状态涂料喷涂停止；压缩空气开关16设置在喷枪手柄17的上方以便于作业员喷涂过程控制压缩空气开关16；涂料存储罐18在喷枪手柄17的下方,涂料存储罐18内置导管,其中导管的一端至涂料存储罐18说明书8/9 页12CN 117505772 A12的底部,导管的另一端与喷枪1。

49、内部的气管连接；以上所述喷枪1供气压力、喷涂雾化面积以及喷涂过程喷嘴至模具之间的距离可控,方便作业员识别。0092经以上技术所制备的提升新能源汽车铸造铝车轮表面质量与铸造性的方法，有效解决了铸造过程模具因涂料老化，脱落等异常导致温度场紊乱问题，铸造过程涂料易脱落与粗糙的问题以及铸造过程模具表面易腐蚀的问题，所制备的涂料喷涂后硬度高，热稳定性好，表面致密，在模具上附着力高，模具使用周期长，生产效率高。经测试涂料喷涂后可连续铸造16小时不需要补喷涂料，使用周期可达96小时，连续铸造350400件铸件2模具不下机台，达到为大尺寸压力金属型模具对涂料的高抗热疲劳性，高受热稳定性以及高附着力性能的要求，和现有技术相比，本发明压力铸造金属型模具涂料以及喷涂方法适合批量连续化生产，具有成本低、产品质量稳定，为金属型铸造模具保护、改善产品质量以及提升生产效率有非常显著的促进作用。0093表1：本专利涂料与现有技术涂料使用过程性能对比：说明书9/9 页13CN 117505772 A13图 1说明书附图1/4 页14CN 117505772 A14图 2说明书附图2/4 页15CN 117505772 A15图 3说明书附图3/4 页16CN 117505772 A16图 4图 5说明书附图4/4 页17CN 117505772 A17。