CN105983644A - 一种高密度造型用型砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高密度造型用型砂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：水泥渣27-39、黄壤土64-76、硬硅钙石22-34、柱沸石 15-25、石英砂41-53、橄榄石16-24、活性污泥干粉8-16、焦炭粉5-10、黄磷矿10-15、胶体石墨粉14-22、二硅化钼5-10、木质素磺酸钙7-11、聚乙二醇8-12、改进剂450-550。本发明不仅具有较高的湿压强度和热抗拉强度，还具有优异的透气性、流动性和耐热性，且本发明型砂制备工艺简单，制造成本低，适于大规模推广应用于高密度造型。
Description
技术领域
本发明涉及一种高密度造型用型砂及其制备方法，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，目前市场上用于高密度造型存在着综合性能差的缺点，从而严重影响铸件的表面质量。因此，开发一种综合性能优异的高密度造型用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，提供综合性能优异的一种高密度造型用型砂及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种高密度造型用型砂，由以下重量份的原料制成：水泥渣27-39、黄壤土 64-76、硬硅钙石 22-34、柱沸石 15-25、石英砂 41-53、橄榄石 16-24、活性污泥干粉 8-16、焦炭粉5-10、黄磷矿渣10-15、胶体石墨粉14-22、二硅化钼5-10、木质素磺酸钙7-11、聚乙二醇8-12、改进剂 450-550；
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80 1-2、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。
一种高密度造型用型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将黄壤土、石英砂、活性污泥干粉、焦炭粉、胶体石墨粉、二硅化钼、木质素磺酸钙、聚乙二醇干混1-2min，然后加占混合物重量2-4%的水湿混2-3min；
（2)将水泥渣、硬硅钙石、柱沸石、橄榄石、黄磷矿渣分别粉碎，过100-150目筛，干混0.5-1min，然后加入改性剂，2500-3500rpm高速分散3-5min，再加入步骤（1）制得的物料，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粘结性、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：
本发明水泥渣、黄壤土、硬硅钙石 、柱沸石、活性污泥干粉、胶体石墨粉、二硅化钼等原料相互配合制成的型砂具有优异的综合性能，不仅具有较高的湿压强度和热抗拉强度，还具有优异的透气性、流动性和耐热性，且本发明型砂制备工艺简单，制造成本低，适于大规模推广应用于高密度造型。
具体实施方式
一种高密度造型用型砂，由以下重量（kg）的原料制成：水泥渣34、黄壤土 72、硬硅钙石 28、柱沸石 20、石英砂 49、橄榄石 22、活性污泥干粉 12、焦炭粉7、黄磷矿渣12、胶体石墨粉18、二硅化钼7、木质素磺酸钙9、聚乙二醇10、改进剂 490；
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11、三聚磷酸钠5、玉米淀粉16、瓜尔胶13、丙烯酸 32、丙烯酸酰胺 28、大豆油7、司盘801.5、过硫酸铵 0.15、亚硫酸氢钠 0.08；b、取玉米淀粉和瓜尔胶混合均匀，加入相当于混合物3倍量的水，水浴加热至85℃，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5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75℃，搅拌1h，然后加入步骤b制得的溶液，继续搅拌16min，降温至50℃以下，再用饱和氨水溶液调节pH值为8即可。
一种高密度造型用型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将黄壤土、石英砂、活性污泥干粉、焦炭粉、胶体石墨粉、二硅化钼、木质素磺酸钙、聚乙二醇干混1min，然后加占混合物重量3%的水湿混2min；
（2)将水泥渣、硬硅钙石、柱沸石、橄榄石、黄磷矿渣分别粉碎，过100-150目筛，干混0.5min，然后加入改性剂，3000rpm高速分散4min，再加入步骤（1）制得的物料，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 | 185 |
| 热湿拉强度 | kPa | 5.3 |
| 含水量 | % | 3.6 |
| 紧实率 | % | 52 |
| 透气性 | - | 164 |
| 破碎指数 | % | 89 |
| 耐火度 | ℃ | 1790 |
Claims (2)
1.一种高密度造型用型砂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水泥渣27-39、黄壤土 64-76、硬硅钙石 22-34、柱沸石 15-25、石英砂 41-53、橄榄石 16-24、活性污泥干粉8-16、焦炭粉5-10、黄磷矿渣10-15、胶体石墨粉14-22、二硅化钼5-10、木质素磺酸钙7-11、聚乙二醇8-12、改进剂 450-550；
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80 1-2、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所述的高密度造型用型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将黄壤土、石英砂、活性污泥干粉、焦炭粉、胶体石墨粉、二硅化钼、木质素磺酸钙、聚乙二醇干混1-2min，然后加占混合物重量2-4%的水湿混2-3min；
（2)将水泥渣、硬硅钙石、柱沸石、橄榄石、黄磷矿渣分别粉碎，过100-150目筛，干混0.5-1min，然后加入改性剂，2500-3500rpm高速分散3-5min，再加入步骤（1）制得的物料，2000-3000rpm高速分散2-4min，过滤，即可。
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