CN105903890A - 一种易溃散潮模砂 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种易溃散潮模砂,由以下成分制成,黏土、改性钠基膨润土、硫酸铝、钛白粉、椰壳活性炭、硅酸钠、柠檬酸三丁酯、聚醋酸乙烯酯、木质素纤维素、纳米凹凸棒土、棕刚玉粉、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,能够避免潮模砂的膨胀缺陷而导致的夹砂、凹陷、结疤、垮箱等问题,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
技术领域
本发明涉及型砂制作领域,特别是涉及一种易溃散潮模砂。
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易溃散潮模砂。
本发明通过以下技术方案实现:
一种易溃散潮模砂,按重量份计由以下成分制成,黏土10、改性钠基膨润土4.2、硫酸铝2.5、钛白粉1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、柠檬酸三丁酯1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、木质素纤维素2、纳米凹凸棒土1、棕刚玉粉1、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;
所述纳米凹凸棒土放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟,过滤,洗涤,干燥;所述纳米凹凸棒土的粒度为32-35nm;
所述钛白粉采用质量浓度为0.87%的丁二酸溶液浸泡,并加热至32℃,保温30分钟后,过滤,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。
一种易溃散潮模砂的制备方法,由以下制作步骤制成:
1)将石英砂粉碎至0.12-0.14mm粒径,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、柠檬酸三丁酯、聚醋酸乙烯酯、木质素纤维素、纳米凹凸棒土、棕刚玉粉均匀混合到一起,以200r/min速度搅拌15分钟;
3)将钛白粉、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。
本发明通过采用经过1.5%的碳酸氢钠溶液浸泡的纳米凹凸棒土和经过0.87%的丁二酸溶液浸泡的钛白粉,配合经过改性的钠基膨润土,从而进一步改善潮模砂的性能,能够避免潮模砂的膨胀缺陷而导致的夹砂、凹陷、结疤、垮箱等问题,配合添加木质素纤维素,来提高潮模砂的抗压强度,配合添加棕刚玉粉,不仅能够提高潮模砂的溃散性,进而提高铸件的表面质量,还能够提高潮模砂的耐用次数,节约大量生产成本。
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、钛白粉、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,能够避免潮模砂的膨胀缺陷而导致的夹砂、凹陷、结疤、垮箱等问题,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
一种易溃散潮模砂,按重量份计由以下成分制成,黏土10、改性钠基膨润土4.2、硫酸铝2.5、钛白粉1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、柠檬酸三丁酯1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、木质素纤维素2、纳米凹凸棒土1、棕刚玉粉1、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;
所述纳米凹凸棒土放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟,过滤,洗涤,干燥;所述纳米凹凸棒土的粒度为32-35nm;
所述钛白粉采用质量浓度为0.87%的丁二酸溶液浸泡,并加热至32℃,保温30分钟后,过滤,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。
一种易溃散潮模砂的制备方法,由以下制作步骤制成:
1)将石英砂粉碎至0.12-0.14mm粒径,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、柠檬酸三丁酯、聚醋酸乙烯酯、木质素纤维素、纳米凹凸棒土、棕刚玉粉均匀混合到一起,以200r/min速度搅拌15分钟;
3)将钛白粉、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。
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 | 0.168 | 44.5 | 459 | 89 |
一般潮模砂 | 0.112 | 32 | 382 | 64 |
对比例1 | 0.147 | 38 | 415 | 78 |
对比例2 | 0.150 | 44.2 | 424 | 87 |
表1
对比例1:潮模砂按重量份计由以下成分制成,黏土10、钠基膨润土4.2、硫酸铝2.5、钛白粉1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、柠檬酸三丁酯1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、木质素纤维素2、纳米凹凸棒土1、棕刚玉粉1、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;
对比例2:潮模砂按重量份计由以下成分制成,黏土10、改性钠基膨润土4.2、硫酸铝2.5、钛白粉1.2、硅酸钠1、柠檬酸三丁酯1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、棕刚玉粉1、石英砂126;除缺少椰壳活性炭、木质素纤维素、纳米凹凸棒土外,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,通过对比例2可以看出,缺少椰壳活性炭、木质素纤维素、纳米凹凸棒土制备的潮模砂湿压强度和热湿拉强度明显降低。
Claims (2)
1.一种易溃散潮模砂,其特征在于,按重量份计由以下成分制成,黏土10、改性钠基膨润土4.2、硫酸铝2.5、钛白粉1.2、椰壳活性炭1、硅酸钠1、柠檬酸三丁酯1.3、聚醋酸乙烯酯1.5、木质素纤维素2、纳米凹凸棒土1、棕刚玉粉1、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;
所述纳米凹凸棒土放入质量浓度为1.5%的碳酸氢钠溶液中浸泡20分钟,过滤,洗涤,干燥;所述纳米凹凸棒土的粒度为32-35nm;
所述钛白粉采用质量浓度为0.87%的丁二酸溶液浸泡,并加热至32℃,保温30分钟后,过滤,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所述的一种易溃散潮模砂的制备方法,其特征在于,由以下制作步骤制成:
1)将石英砂粉碎至0.12-0.14mm粒径,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、柠檬酸三丁酯、聚醋酸乙烯酯、木质素纤维素、纳米凹凸棒土、棕刚玉粉均匀混合到一起,以200r/min速度搅拌15分钟;
3)将钛白粉、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。
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