CN105903887A - 一种高性能潮模砂 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种高性能潮模砂，由以下成分制成，黏土、改性钠基膨润土、硫酸铝、铝矾土、椰壳活性炭、硅酸钠、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、石英砂，本发明潮模砂通过采用本发明中特定配比的成分相互协同作用，能够改善潮模砂的透气性，提高潮模砂的强度,成本低,工序时间短,型砂烧结层薄,粘砂现象少,铸件表面质量高,表面易清理,旧砂的溃散性好,回用率高，极大的降低了铸件的缩松、砂孔缺陷,提高了铸件的合格率和出品率,降低了生产成本,有极高的经济效益,并可广泛使用。

Description

一种高性能潮模砂

技术领域

本发明涉及型砂制作领域，特别是涉及一种高性能潮模砂。

背景技术

潮模砂又称湿型砂。在铸造生产中砂混合料用膨润土做黏结剂再加水及其他添加剂混匀，即可用于造型制芯，砂型（芯）不用烘干，可直接浇注，铸造界将这种砂叫潮模砂，然而现有的潮模砂透气性差，容易粘接，导致铸件不易剥离，使得铸件表面粗糙。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能潮模砂。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高性能潮模砂，按重量份计由以下成分制成，黏土12、改性钠基膨润土4.8、硫酸铝2.5、铝矾土1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、聚乙烯醇1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、石英砂126；

所述改性钠基膨润土按重量份计由以下成分制成：钠基膨润土50、海水6、对苯二甲酸二甲酯1、聚乳酸1.3、云母粉4、环氧油酸丁酯1.4、聚氯乙烯粉2、硅油2.5、硅酸钠2；其制备方法为：①将钠基膨润土与海水混合均匀后，采用水浴加热，将温度控制到87.5℃，加热至膨润土中含水量低于1%；②将云母粉、聚乳酸与聚氯乙烯粉均匀混合到一起，加热至42℃，保温10分钟后，冷却至室温，得到混合物1；③将硅油、硅酸钠、环氧油酸丁酯与①中的钠基膨润土均匀混合到一起，加热至58℃，并进行研磨10分钟后，冷却至室温，得到混合物2；④将②中混合物1添加到混合物2中，搅拌均匀即可；

所述铝矾土经过458℃温度煅烧2小时后，冷却至室温，再放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟，过滤，洗涤，干燥；

所述椰壳活性炭采用质量浓度为4.68%的氯化钠溶液在8-10℃下，浸泡30分钟后，洗涤，过滤，干燥。

一种高性能潮模砂的制备方法，由以下制作步骤制成：

1）将石英砂、黏土、改性钠基膨润土、硫酸铝均匀混合后，以500r/min转速搅拌20分钟；

2）将硅酸钠、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯均匀混合到一起，以200r/min速度搅拌15分钟；

3）将铝矾土、椰壳活性炭研磨至0.1-0.2mm粒径，和2）中物料均匀混合，搅拌分散，加热至55℃，并以150r/min速度搅拌15分钟；

4）将1）中物料与3）中所得物料均匀混合后，添加水，以300r/min速度搅拌40分钟后，配水湿混15min，使得含水量达4.03%，即可。

钠基膨润土一般适合在600℃以下加热，加热温度超过600℃时，就会急剧地散失粘接能力，加热至700℃就完全散失了粘接能力，这就影响到高温下铸件的表面质量并且使得脱模变的更加困难，而本发明通过大量的实验研究，发现采用本发明钠基膨润土的改性方法对钠基膨润土进行改性，能够使得经过改性后的钠基膨润土在780℃下粘接能力不受影响，到812℃时，粘接能力才会开始缓慢下降，到824℃时，才会完全散失粘接能力。

本发明通过大量实验研究发现，通过在潮模砂中利用特定添加质量比例的硫酸铝、铝矾土、椰壳活性炭、硅酸钠所产生的协同作用，能够解决现有型砂的紧实度不均匀、砂型表面易干燥并出现粉尘和干砂粒、起模困难、砂型损坏现象，从而能够极大的提高铸件质量，避免了产生夹砂、粘砂、砂眼和气孔等缺陷的出现。

本发明的有益效果是，与现有技术相比：

本发明潮模砂通过采用本发明中特定配比的成分相互协同作用，能够改善潮模砂的透气性，提高潮模砂的强度,成本低,工序时间短,型砂烧结层薄,粘砂现象少,铸件表面质量高,表面易清理,旧砂的溃散性好,回用率高，极大的降低了铸件的缩松、砂孔缺陷,提高了铸件的合格率和出品率,降低了生产成本,有极高的经济效益,并可广泛使用。

具体实施方式

一种高性能潮模砂，按重量份计由以下成分制成，黏土12、改性钠基膨润土4.8、硫酸铝2.5、铝矾土1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、聚乙烯醇1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、石英砂126；

所述改性钠基膨润土按重量份计由以下成分制成：钠基膨润土50、海水6、对苯二甲酸二甲酯1、聚乳酸1.3、云母粉4、环氧油酸丁酯1.4、聚氯乙烯粉2、硅油2.5、硅酸钠2；其制备方法为：①将钠基膨润土与海水混合均匀后，采用水浴加热，将温度控制到87.5℃，加热至膨润土中含水量低于1%；②将云母粉、聚乳酸与聚氯乙烯粉均匀混合到一起，加热至42℃，保温10分钟后，冷却至室温，得到混合物1；③将硅油、硅酸钠、环氧油酸丁酯与①中的钠基膨润土均匀混合到一起，加热至58℃，并进行研磨10分钟后，冷却至室温，得到混合物2；④将②中混合物1添加到混合物2中，搅拌均匀即可；

所述铝矾土经过458℃温度煅烧2小时后，冷却至室温，再放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟，过滤，洗涤，干燥；

所述椰壳活性炭采用质量浓度为4.68%的氯化钠溶液在8-10℃下，浸泡30分钟后，洗涤，过滤，干燥。

一种高性能潮模砂的制备方法，由以下制作步骤制成：

1）将石英砂、黏土、改性钠基膨润土、硫酸铝均匀混合后，以500r/min转速搅拌20分钟；

2）将硅酸钠、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯均匀混合到一起，以200r/min速度搅拌15分钟；

3）将铝矾土、椰壳活性炭研磨至0.1-0.2mm粒径，和2）中物料均匀混合，搅拌分散，加热至55℃，并以150r/min速度搅拌15分钟；

4）将1）中物料与3）中所得物料均匀混合后，添加水，以300r/min速度搅拌40分钟后，配水湿混15min，使得含水量达4.03%，即可。

钠基膨润土一般适合在600℃以下加热，加热温度超过600℃时，就会急剧地散失粘接能力，加热至700℃就完全散失了粘接能力，这就影响到高温下铸件的表面质量并且使得脱模变的更加困难，而本发明通过大量的实验研究，发现采用本发明钠基膨润土的改性方法对钠基膨润土进行改性，能够使得经过改性后的钠基膨润土在780℃下粘接能力不受影响，到812℃时，粘接能力才会开始缓慢下降，到824℃时，才会完全散失粘接能力。

本发明通过大量实验研究发现，通过在潮模砂中利用特定添加质量比例的硫酸铝、铝矾土、椰壳活性炭、硅酸钠所产生的协同作用，能够解决现有型砂的紧实度不均匀、砂型表面易干燥并出现粉尘和干砂粒、起模困难、砂型损坏现象，从而能够极大的提高铸件质量，避免了产生夹砂、粘砂、砂眼和气孔等缺陷的出现。

通过测试对比本发明潮模砂与一般潮模砂：

	湿压强度/MPa	紧实率/%	热湿拉强度/KPa	破碎指数/%
					本发明潮模砂	0.167	44.2	457	88
一般潮模砂	0.112	32	382	64
					对比例1	0.145	36	413	76

表1

对比例1：潮模砂，按重量份计由以下成分制成，黏土12、钠基膨润土4.8、硫酸铝2.5、铝矾土1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、聚乙烯醇1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、石英砂126；除钠基膨润土不经过改性处理外，其它成分处理方法和制备方法与本发明相同；

通过表1可以看出本发明潮模砂比现有潮模砂在湿压轻度、紧实率、热湿拉强度上具有明显的优势；通过对比例1与本发明比较可知，采用普通钠基膨润土制备的潮模砂性能与本发明相比，大幅下降。

Claims (2)

1.一种高性能潮模砂，其特征在于，按重量份计由以下成分制成，黏土12、改性钠基膨润土4.8、硫酸铝2.5、铝矾土1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、聚乙烯醇1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、石英砂126；

所述改性钠基膨润土按重量份计由以下成分制成：钠基膨润土50、海水6、对苯二甲酸二甲酯1、聚乳酸1.3、云母粉4、环氧油酸丁酯1.4、聚氯乙烯粉2、硅油2.5、硅酸钠2；其制备方法为：①将钠基膨润土与海水混合均匀后，采用水浴加热，将温度控制到87.5℃，加热至膨润土中含水量低于1%；②将云母粉、聚乳酸与聚氯乙烯粉均匀混合到一起，加热至42℃，保温10分钟后，冷却至室温，得到混合物1；③将硅油、硅酸钠、环氧油酸丁酯与①中的钠基膨润土均匀混合到一起，加热至58℃，并进行研磨10分钟后，冷却至室温，得到混合物2；④将②中混合物1添加到混合物2中，搅拌均匀即可；

所述铝矾土经过458℃温度煅烧2小时后，冷却至室温，再放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟，过滤，洗涤，干燥；

所述椰壳活性炭采用质量浓度为4.68%的氯化钠溶液在8-10℃下，浸泡30分钟后，洗涤，过滤，干燥。

2.根据权利要求1所述的一种高性能潮模砂的制备方法，其特征在于，由以下制作步骤制成：

1）将石英砂、黏土、改性钠基膨润土、硫酸铝均匀混合后，以500r/min转速搅拌20分钟；

2）将硅酸钠、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯均匀混合到一起，以200r/min速度搅拌15分钟；

3）将铝矾土、椰壳活性炭研磨至0.1-0.2mm粒径，和2）中物料均匀混合，搅拌分散，加热至55℃，并以150r/min速度搅拌15分钟；

4）将1）中物料与3）中所得物料均匀混合后，添加水，以300r/min速度搅拌40分钟后，配水湿混15min，使得含水量达4.03%，即可。