CN105478654A - 一种高强度耐高温型砂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐高温型砂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：水铝英石14-22、凹凸棒土24-38、黑曜岩12-18、斜锆石10-15、废砖屑8-14、精炼渣5-10、刚玉砂16-24、海绿石9-16、甲酸钙7-11、纳米钛酸镁5-10、聚乙烯亚胺4-7、改性剂270-330。本发明以水铝英石、黑曜岩、斜锆石、废砖屑、精炼渣、刚玉砂等为主要原料制得的型砂具有较好的热稳定性和较高的耐火度，同时添加的甲酸钙、纳米钛酸镁、聚乙烯亚胺等，可以提高型砂的湿压强度和热湿拉强度。本发明制得的型砂具有优良的透气性、流动性、强度、溃散性和耐高温性，该型砂生产出来的铸件表面光滑，废品率低。

Description

一种高强度耐高温型砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强度耐高温型砂及其制备方法，属于型砂技术领域。
背景技术
砂型铸造是最常见的铸造方法，而型砂是目前造型工艺中最重要的造型材料。型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。用砂型生产的铸件占铸件生产总量的80%以上。型砂品质的好坏直接影响铸件的外表质量及铸件产生砂眼、气孔、夹砂等铸造缺陷。随着铸造技术的不断发展，对型砂的性能要求越来越高，目前市场上的型砂存在着强度低和耐高温性差的缺点，从而影响铸件的质量。因此，开发一种高强度耐高温型砂具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度耐高温型砂及其制备方法，提高铸件的表面质量。
本发明采用的技术方案如下：
一种高强度耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：水铝英石14-22、凹凸棒土24-38、黑曜岩12-18、斜锆石10-15、废砖屑8-14、精炼渣5-10、刚玉砂16-24、海绿石9-16、甲酸钙7-11、纳米钛酸镁5-10、聚乙烯亚胺4-7、改性剂270-330；
所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：聚乙烯吡咯烷酮14-18、聚乙烯醇10-15、三聚磷酸钠4-8、玉米淀粉15-20、瓜尔胶12-16、丙烯酸30-40、丙烯酸酰胺25-35、大豆油5-10、司盘801-2、过硫酸铵0.1-0.2、亚硫酸氢钠0.05-0.1；b、取玉米淀粉和瓜尔胶混合均匀，加入相当于混合物2-4倍量的水，水浴加热至80-90℃，搅拌20-30min，降温至45-55℃，加入大豆油和司盘80，搅拌10-15min，待用；c、将聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、三聚磷酸钠混合均匀，加入相当于混合物3-6倍量的水，搅拌5-10min，再加入丙烯酸、丙烯酸酰胺、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至75-85℃，搅拌0.5-1h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌15-20min，降温至50℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为8-9即可。
一种高强度耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土、刚玉砂、甲酸钙、纳米钛酸镁、聚乙烯亚胺混合15-20s，然后加占混合物重量1.5-2%的水湿混0.5-1min；
（2)将水铝英石、黑曜岩、斜锆石、废砖屑、精炼渣、海绿石分别粉碎，过100-150目筛，干混20-30s，然后加入改性剂，1000-2000rpm高速分散4-7min，再加入步骤（1）制得的物料，1500-2500rpm高速分散2-5min，过滤，即可。
本发明改性剂不仅可以改善型砂的流动性、透气性和分散性，同时还可以增加型砂的耐热性、机械强度和可塑性等性能，从而保证了型砂的综合性能和质量稳定性，达到改善铸件表面质量，避免铸件落砂、夹砂、气孔等缺陷的出现。
本发明的有益效果：
本发明以水铝英石、黑曜岩、斜锆石、废砖屑、精炼渣、刚玉砂等为主要原料制得的型砂具有较好的热稳定性和较高的耐火度，同时添加的甲酸钙、纳米钛酸镁、聚乙烯亚胺等，可以提高型砂的湿压强度和热湿拉强度。本发明制得的型砂具有优良的透气性、流动性、强度、溃散性和耐高温性，该型砂生产出来的铸件表面光滑，废品率低。
具体实施方式
一种高强度耐高温型砂，由以下重量（kg）的原料制成：水铝英石18、凹凸棒土32、黑曜岩16、斜锆石12、废砖屑10、精炼渣8、刚玉砂20、海绿石12、甲酸钙9、纳米钛酸镁8、聚乙烯亚胺5、改性剂310；
所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：聚乙烯吡咯烷酮15、聚乙烯醇10、三聚磷酸钠5、玉米淀粉16、瓜尔胶13、丙烯酸33、丙烯酸酰胺27、大豆油6、司盘801、过硫酸铵0.1、亚硫酸氢钠0.06；b、取玉米淀粉和瓜尔胶混合均匀，加入相当于混合物2倍量的水，水浴加热至80℃，搅拌25min，降温至50℃，加入大豆油和司盘80，搅拌10min，待用；c、将聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、三聚磷酸钠混合均匀，加入相当于混合物4倍量的水，搅拌8min，再加入丙烯酸、丙烯酸酰胺、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至80℃，搅拌0.5h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌15min，降温至50℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为9即可。
一种高强度耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土、刚玉砂、甲酸钙、纳米钛酸镁、聚乙烯亚胺混合15s，然后加占混合物重量1.5%的水湿混45s；
（2)将水铝英石、黑曜岩、斜锆石、废砖屑、精炼渣、海绿石分别粉碎，过100目筛，干混30s，然后加入改性剂，1500rpm高速分散6min，再加入步骤（1）制得的物料，2000rpm高速分散3min，过滤，即可。
上述实施例制得的型砂的性能测试如下表所示：
项目 单位 检测结果
湿压强度 kPa 186
热湿拉强度 kPa 5.7
含水量 % 3.5
紧实率 % 56
透气性 - 136
破碎指数 % 84
耐火度 ℃ 1890

Claims (2)

1.一种高强度耐高温型砂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水铝英石14-22、凹凸棒土24-38、黑曜岩12-18、斜锆石10-15、废砖屑8-14、精炼渣5-10、刚玉砂16-24、海绿石9-16、甲酸钙7-11、纳米钛酸镁5-10、聚乙烯亚胺4-7、改性剂270-330；
所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：聚乙烯吡咯烷酮14-18、聚乙烯醇10-15、三聚磷酸钠4-8、玉米淀粉15-20、瓜尔胶12-16、丙烯酸30-40、丙烯酸酰胺25-35、大豆油5-10、司盘801-2、过硫酸铵0.1-0.2、亚硫酸氢钠0.05-0.1；b、取玉米淀粉和瓜尔胶混合均匀，加入相当于混合物2-4倍量的水，水浴加热至80-90℃，搅拌20-30min，降温至45-55℃，加入大豆油和司盘80，搅拌10-15min，待用；c、将聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、三聚磷酸钠混合均匀，加入相当于混合物3-6倍量的水，搅拌5-10min，再加入丙烯酸、丙烯酸酰胺、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至75-85℃，搅拌0.5-1h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌15-20min，降温至50℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为8-9即可。
2.根据权利要求1所述的高强度耐高温型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土、刚玉砂、甲酸钙、纳米钛酸镁、聚乙烯亚胺混合15-20s，然后加占混合物重量1.5-2%的水湿混0.5-1min；
（2)将水铝英石、黑曜岩、斜锆石、废砖屑、精炼渣、海绿石分别粉碎，过100-150目筛，干混20-30s，然后加入改性剂，1000-2000rpm高速分散4-7min，再加入步骤（1）制得的物料，1500-2500rpm高速分散2-5min，过滤，即可。
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