CN103551515B - 铸造用发热保温冒口及其制备方法 - Google Patents

Abstract

铸造用发热保温冒口及其制备方法，它属于铸造领域。本发明解决现有冒口存在保温不良、发热不足的问题，延长冒口内金属液的凝固时间，进而降低铸件缩孔、缩松等铸造缺陷，提升出品率。本发明的冒口由膨胀蛭石、镁砂粉、石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠、萤石粉、水玻璃、赤泥和木质素制成的。方法：一、称取；二、将膨胀蛭石、镁砂粉、称取量40%水玻璃、赤泥和木质素置于碾轮混砂机中，混制，再加石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠和萤石粉，混制，加入剩余的赤泥、木质素和水玻璃，混制；三、填充到模具中并紧实，脱水硬化后脱模。本发明的冒口用于铸造。

Description

铸造用发热保温冒口及其制备方法

技术领域

 本发明属于铸造领域，具体涉及铸造用发热保温冒口及其制备方法。

背景技术

 铸造砂型生产中，冒口的主要作用是补缩、排气和排渣。当冒口的性能不佳时，往往造成缩孔、缩松、夹渣等铸造缺陷，致使铸件报废。因此，传统工艺的砂型冒口、保温冒口、发热冒口或发热保温冒口等被广泛使用，但随着对铸件质量要求的不断提高，由于它们保温效果不良、发热不足等缺点，难以满足补缩、排渣、排气的高要求，铸件的出品率也普遍较低。此外，传统工艺制作冒口时需要进炉烘干，生产周期长，成本较高。因此，研究新型的具有高效发热和保温作用的低成本冒口势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸造用发热保温冒口及其制备方法，解决现有冒口存在保温不良、发热不足的问题；延长冒口内金属液的凝固时间，进而降低铸件缩孔、缩松等铸造缺陷，提升出品率。

为解决上述技术问题，本发明是通过下述方案实现的：

铸造用发热保温冒口按质量份数比是由15~25份的膨胀蛭石、10~20份的镁砂粉、10~25份的石英砂、10~15份的铝粉、5~10份的石墨粉、3~5份的镁粉、5~13份的氧化铁粉、2~4份的硝酸钠、2~3份的萤石粉、6~8份的水玻璃、3~5份的赤泥和1~2份的木质素制成的。

铸造用发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：

步骤一、按质量份数分别称取15~25份的膨胀蛭石、10~20份的镁砂粉、10~25份的石英砂、10~15份的铝粉、5~10份的石墨粉、3~5份的镁粉、5~13份的氧化铁粉、2~4份的硝酸钠、2~3份的萤石粉、6~8份的水玻璃、3~5份的赤泥和1~2份的木质素；

步骤二、将步骤一称取的膨胀蛭石、镁砂粉、步骤一称取量40%的水玻璃、步骤一称取量40%的赤泥和步骤一称取量40%的木质素置于碾轮混砂机中，混制2~3分钟，再加入步骤一称取的石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠和萤石粉，混制1~2分钟，最后加入剩余的赤泥、木质素和水玻璃，混制2~3分钟，获得湿料；

步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中并紧实，经3~5h的脱水硬化后即可脱模，即得到铸造用发热保温冒口；在室温下放置24h后即可使用。

上述的膨胀蛭石粒度为16~40目。

   上述的石英砂的粒度为70~140目，且石英砂中二氧化硅重量含量大于95%。

上述的镁砂粉的粒度为100~200目。

上述的铝粉的粒度为70~100目，且铝粉的质量纯度大于99%。

上述的石墨粉的粒度为70~100目，且石墨粉的质量纯度60%~70%。

上述的氧化铁粉的质量纯度大于99%。

上述的水玻璃的模数为2.2~2.4，且密度为1.50~1.55g/cm³。

上述的赤泥的粒度为100~200目。

本发明的作用原理为：先将膨胀蛭石、镁砂粉和水玻璃粘结剂混制，为在膨胀蛭石表面形成一层含有镁砂粉的耐火材料复合层，再加入石英砂、铝粉、石墨粉等物料，石英砂作为膨胀蛭石颗粒间的填充材料及耐火骨架，从而达到一定高温强度的前提下，具有更好的保温效果。混合于石英砂和镁砂粉中的铝粉、镁粉、石墨粉、氧化铁粉、硝酸钠构成发热剂，在萤石粉调节剂作用下可达到点火速度快，燃烧速度慢的优点，具有很好的发热效果。赤泥与水玻璃混合后，可自行发生脱水硬化，因此制作的发热保温冒口无需进炉烘干即可脱水，且强度满足要求。

由于采用了上述技术，本发明具有：（1）无需加热炉烘干，降低了能源消耗，所使用的赤泥为烧结法铝土矿中提炼氧化铝后的副产品，来源广泛，成本降低；（2）制作的冒口室温放置24h后抗拉强度高于0.5MPa，残余水分小于3%，完全满足生产要求；（3）冒口内金属液凝固时间比传统水玻璃发热保温冒口提高1倍以上，补缩率提高15%以上，具有良好的发热保温效果。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

具体实施方式一：本实施方式中铸造用发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：

步骤一、按质量份数分别称取25份的膨胀蛭石、20份的镁砂粉、10份的石英砂、10份的铝粉、10份的石墨粉、5份的镁粉、5份的氧化铁粉、2份的硝酸钠、3份的萤石粉、6份的水玻璃、3份的赤泥和1份的木质素；

所述的膨胀蛭石粒度为16/30目；石英砂粒度为70/100目，二氧化硅质量含量大于95%；镁砂粉粒度为100目；铝粉的粒度为70目，质量纯度大于99%；石墨粉的粒度为100目，纯度为60%；氧化铁粉的质量纯度大于99%；水玻璃的模数为2.25，密度为1.52g/cm³；赤泥的粒度为100目。

步骤二、将步骤一称取的膨胀蛭石、镁砂粉、步骤一称取量40%的水玻璃、步骤一称取量40%的赤泥和步骤一称取量40%的木质素置于碾轮混砂机中，混制2分钟，再加入步骤一称取的石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠和萤石粉，混制1分钟，最后加入剩余的赤泥、木质素和水玻璃，混制3分钟，获得湿料；

步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中并紧实，经3.5h的脱水硬化后即可脱模，即得到铸造用发热保温冒口；在室温下放置24h后即可使用。

本实施方式制备所得发热保温冒口，经强度试验和浇注铸铁试验检测，24h后抗拉强度为0.52MPa，残余水分为2.6%，本实施方式制备的冒口内金属液的凝固时间为8.5min，传统水玻璃发热保温冒口为3.0 min，凝固时间提高1.8倍；本实施方式制备的冒口内金属液的补缩率为14.1%，传统水玻璃发热保温冒口为12.0%，补缩率提高17.5%。

具体实施方式二：本实施方式中铸造用发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：

步骤一、按质量份数分别称取15份的膨胀蛭石、10份的镁砂粉、20份的石英砂、15份的铝粉、5份的石墨粉、3份的镁粉、13份的氧化铁粉、4份的硝酸钠、2份的萤石粉、7份的水玻璃、4份的赤泥和2份的木质素；

其中所述的膨胀蛭石粒度为20/40目；石英砂粒度为100/140目，二氧化硅质量含量大于95%；镁砂粉粒度为100目；铝粉的粒度为100目，质量纯度大于99%；石墨粉的粒度为100目，纯度60%；氧化铁粉的质量纯度大于99%；水玻璃的模数为2.25，密度为1.52g/cm³；赤泥的粒度为140目。

步骤二、将步骤一称取的膨胀蛭石、镁砂粉、步骤一称取量40%的水玻璃、步骤一称取量40%的赤泥和步骤一称取量40%的木质素置于碾轮混砂机中，混制2.5分钟，再加入步骤一称取的石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠和萤石粉，混制1.5分钟，最后加入剩余的赤泥、木质素和水玻璃，混制2.5分钟，获得湿料；

步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中并紧实，经4h的脱水硬化后即可脱模，即得到铸造用发热保温冒口；在室温下放置24h后即可使用。

本实施例中制备所得发热保温冒口，经强度试验和浇注铸铁试验检测，24h后抗拉强度为0.55MPa，残余水分为2.8%，本实施方式制备的冒口内金属液的凝固时间为7.8min，传统水玻璃发热保温冒口为3.0 min，凝固时间提高1.6倍；本实施方式制备的冒口内金属液的补缩率为13.9%，传统水玻璃发热保温冒口为12.0%，补缩率提高16%。

Claims (10)

1.铸造用发热保温冒口，其特征在于铸造用发热保温冒口按质量份数比是由15~25份的膨胀蛭石、10~20份的镁砂粉、10~25份的石英砂、10~15份的铝粉、5~10份的石墨粉、3~5份的镁粉、5~13份的氧化铁粉、2~4份的硝酸钠、2~3份的萤石粉、6~8份的水玻璃、3~5份的赤泥和1~2份的木质素制成的。                                                      

2.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述膨胀蛭石粒度为16~40目。

3.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述石英砂的粒度为70~140目，且石英砂中二氧化硅重量含量大于95%。

4.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述镁砂粉的粒度为100~200目。

5.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述铝粉的粒度为70~100目，且铝粉的质量纯度大于99%。

6.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述石墨粉的粒度为70~100目，且石墨粉的质量纯度60%~70%。

7.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述氧化铁粉的质量纯度大于99%。

8.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述水玻璃的模数为2.2~2.4，且密度为1.50~1.55g/cm³。

9.根据权利要求1所述的铸造用发热保温冒口，其特征在于所述赤泥的粒度为100~200目。

10.铸造用发热保温冒口的制备方法，其特征在于铸造用发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：

步骤一、按质量份数分别称取15~25份的膨胀蛭石、10~20份的镁砂粉、10~25份的石英砂、10~15份的铝粉、5~10份的石墨粉、3~5份的镁粉、5~13份的氧化铁粉、2~4份的硝酸钠、2~3份的萤石粉、6~8份的水玻璃、3~5份的赤泥和1~2份的木质素；

步骤二、将步骤一称取的膨胀蛭石、镁砂粉、步骤一称取量40%的水玻璃、步骤一称取量40%的赤泥和步骤一称取量40%的木质素置于碾轮混砂机中，混制2~3分钟，再加入步骤一称取的石英砂、铝粉、石墨粉、镁粉、氧化铁粉、硝酸钠和萤石粉，混制1~2分钟，最后加入剩余的赤泥、木质素和水玻璃，混制2~3分钟，获得湿料；

步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中并紧实，经3~5h的脱水硬化后即可脱模，即得到铸造用发热保温冒口。