CN105537504A - 一种碳钢铸件用粘土湿型砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳钢铸件用粘土湿型砂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：伊利石13-21、造纸淤泥18-26、矾矿尾渣14-19、镁砂22-28、硅硼钙石5-10、粉砂岩8-16、陶土10-15、天青石15-20、尿素3-6、磷酸二氢钾6-9、海藻酸钠4-7、改进剂120-140。本发明通过采用矾矿尾渣、硅硼钙石、粉砂岩、天青石等原料，增加型砂的耐热性、透气性和强度，通过采用造纸淤泥、陶土、尿素、磷酸二氢钾、海藻酸钠等原料，改善型砂的流动性、分散性和可塑性。本发明制得的型砂综合性能优异，具有透气性好、流动性好、分散性好、强度高、耐热性好、可塑性好等特点，适用于碳钢铸件。

Description

一种碳钢铸件用粘土湿型砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种碳钢铸件用粘土湿型砂及其制备方法，属于型砂技术领域。

背景技术

型砂是砂型铸造工艺中最重要的造型材料，一般由铸造砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成，也可用天然含粘土的硅砂。型砂在铸造生产中的作用极为重要，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，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50％。随着铸造技术的不断发展，对型砂的性能要求越来越高，目前市场上用于碳钢铸件的型砂存在着综合性能差的缺点，影响铸件的质量。因此，开发一种综合性能优异的碳钢铸件用粘土湿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，提供一种综合性优异的碳钢铸件用粘土湿型砂及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种碳钢铸件用粘土湿型砂，由以下重量份的原料制成：伊利石13-21、造纸淤泥18-26、矾矿尾渣14-19、镁砂22-28、硅硼钙石5-10、粉砂岩8-16、陶土10-15、天青石15-20、尿素3-6、磷酸二氢钾6-9、海藻酸钠4-7、改进剂120-140；

所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：聚丙烯酰胺18-26、聚乙二醇14-22、木质素磺酸钙12-18、乙酰化双淀粉己二酸酯5-10、魔芋粉20-30、黄糊精15-25、丙烯酸甲酯45-55、甲基丙烯酸丁酯30-40、液体松香树脂10-15、十二烷基苯磺酸钠2-3、吐温601-2、过硫酸铵0.2-0.3、亚硫酸氢钠0.1-0.2；b、取魔芋粉、黄糊精、乙酰化双淀粉己二酸酯混合均匀，加入相当于混合物3-5倍量的水，水浴加热至75-85℃，搅拌30-40min，降温至40-50℃，加入液体松香树脂、十二烷基苯磺酸钠和吐温60，搅拌15-20min，待用；c、将聚丙烯酰胺、聚乙二醇、木质素磺酸钙混合均匀，加入相当于混合物4-6倍量的水，搅拌8-14min，再加入丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至70-80℃，搅拌1-2h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌20-30min，降温至45℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为9-10即可。

一种碳钢铸件用粘土湿型砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将伊利石、矾矿尾渣、硅硼钙石、粉砂岩、天青石分别粉碎，过100-200目筛，干混30-40s；

（2）将造纸淤泥、镁砂、陶土、尿素、磷酸二氢钾、海藻酸钠干混25-35s，然后加占混合物重量1.5-2%的水湿混2-3min，再加入步骤（1）制得的混合物，湿混3-5min；

（3）将步骤（3）制得的混合物与改性剂混合，2000-3000rpm高速分散2-4min，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：

本发明配方合理，制作工艺简单，通过采用矾矿尾渣、硅硼钙石、粉砂岩、天青石等原料，增加型砂的耐热性、透气性和强度，通过采用造纸淤泥、陶土、尿素、磷酸二氢钾、海藻酸钠等原料，改善型砂的流动性、分散性和可塑性。本发明制得的型砂综合性能优异，具有透气性好、流动性好、分散性好、强度高、耐热性好、可塑性好等特点，适用于碳钢铸件。

具体实施方式

一种碳钢铸件用粘土湿型砂，由以下重量（kg）的原料制成：伊利石17、造纸淤泥23、矾矿尾渣16、镁砂25、硅硼钙石7、粉砂岩12、陶土13、天青石18、尿素4.5、磷酸二氢钾7、海藻酸钠5、改进剂130；

所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量（kg）的原料：聚丙烯酰胺24、聚乙二醇20、木质素磺酸钙17、乙酰化双淀粉己二酸酯9、魔芋粉27、黄糊精23、丙烯酸甲酯52、甲基丙烯酸丁酯38、液体松香树脂14、十二烷基苯磺酸钠3、吐温601.5、过硫酸铵0.3、亚硫酸氢钠0.2；b、取魔芋粉、黄糊精、乙酰化双淀粉己二酸酯混合均匀，加入相当于混合物4倍量的水，水浴加热至80℃，搅拌35min，降温至45℃，加入液体松香树脂、十二烷基苯磺酸钠和吐温60，搅拌20min，待用；c、将聚丙烯酰胺、聚乙二醇、木质素磺酸钙混合均匀，加入相当于混合物5倍量的水，搅拌12min，再加入丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至70℃，搅拌2h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌20min，降温至45℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为10即可。

一种碳钢铸件用粘土湿型砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将伊利石、矾矿尾渣、硅硼钙石、粉砂岩、天青石分别粉碎，过200目筛，干混30s；

（2）将造纸淤泥、镁砂、陶土、尿素、磷酸二氢钾、海藻酸钠干混30s，然后加占混合物重量1.8%的水湿混2min，再加入步骤（1）制得的混合物，湿混4min；

（3）将步骤（3）制得的混合物与改性剂混合，2500rpm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	165
热湿拉强度	kPa	4.2
			含水量	%	3.5
紧实率	%	50
			透气性	-	161
破碎指数	%	88
			耐火度	℃	1745

Claims (2)

1.一种碳钢铸件用粘土湿型砂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：伊利石13-21、造纸淤泥18-26、矾矿尾渣14-19、镁砂22-28、硅硼钙石5-10、粉砂岩8-16、陶土10-15、天青石15-20、尿素3-6、磷酸二氢钾6-9、海藻酸钠4-7、改进剂120-140；

所述改性剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：聚丙烯酰胺18-26、聚乙二醇14-22、木质素磺酸钙12-18、乙酰化双淀粉己二酸酯5-10、魔芋粉20-30、黄糊精15-25、丙烯酸甲酯45-55、甲基丙烯酸丁酯30-40、液体松香树脂10-15、十二烷基苯磺酸钠2-3、吐温601-2、过硫酸铵0.2-0.3、亚硫酸氢钠0.1-0.2；b、取魔芋粉、黄糊精、乙酰化双淀粉己二酸酯混合均匀，加入相当于混合物3-5倍量的水，水浴加热至75-85℃，搅拌30-40min，降温至40-50℃，加入液体松香树脂、十二烷基苯磺酸钠和吐温60，搅拌15-20min，待用；c、将聚丙烯酰胺、聚乙二醇、木质素磺酸钙混合均匀，加入相当于混合物4-6倍量的水，搅拌8-14min，再加入丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、过硫酸铵、亚硫酸氢，水浴加热至70-80℃，搅拌1-2h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌20-30min，降温至45℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为9-10即可。

2.根据权利要求1所述的碳钢铸件用粘土湿型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将伊利石、矾矿尾渣、硅硼钙石、粉砂岩、天青石分别粉碎，过100-200目筛，干混30-40s；

（2）将造纸淤泥、镁砂、陶土、尿素、磷酸二氢钾、海藻酸钠干混25-35s，然后加占混合物重量1.5-2%的水湿混2-3min，再加入步骤（1）制得的混合物，湿混3-5min；

（3）将步骤（3）制得的混合物与改性剂混合，2000-3000rpm高速分散2-4min，过滤，即可。