CN106111884A - 一种汽车发动机铸造用芯砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机铸造用芯砂及其制备方法，其由下列重量份的原料配制而成：镁橄榄石砂170‑180、石墨砂40‑55、高镁磷尾矿渣35‑40、矽卡岩40‑60、废弃泡沫混凝土25‑30、木节粘土40‑50、煤粉15‑18、椰糠16‑20、高炉瓦斯灰14‑16、高铝细粉8‑12、锆酸钙10‑15、中空二氧化硅纳米球15‑17、硅酸钠2‑3、硅酸铝3‑5、海藻酸铵3‑4、羟乙基纤维素4‑6、β‑环糊精4‑7、水适量。本发明的芯砂性能好，在铸造过程中发气量小、烘干时间短、透气性好、湿拉强度高，并可改善砂型的脱模性，降低浇注时对水分的敏感性，防止铸件内产生气孔；采用膨润土和钠水玻璃为粘结剂，有利于提高起模强度和芯砂溃散性。

Description

一种汽车发动机铸造用芯砂及其制备方法

发明领域

本发明属于铸造工业领域，具体地说是涉及一种汽车发动机铸造用芯砂及其制备方法。

背景技术

汽车发动机的缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性，且价格要低，因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍，因为铝合金缸体重量轻，导热性良好，冷却液的容量可减少。启动后，缸体很快达到工作温度，并且和铝活塞热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗。而且和铝合金缸盖热膨胀相同，工作可减少冷热冲击所产生的热应力。

芯砂是铸造生产中用于制造型芯的材料，一般由铸造砂、芯砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。芯砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、高镁磷尾矿渣粉等，以粘土砂、水玻璃砂及高镁磷尾矿渣粉用的最多。通常的铸铝用的芯砂配方中芯砂粒径太大或太小，芯砂料径太大，虽然透气性较好，但是铝砂件表面比较粗糙，光洁度不好，芯砂料径太小，导致砂型透气性不好，铝铸件有气孔好产生。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种汽车发动机铸造用芯砂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种汽车发动机铸造用芯砂，由下列重量份的原料配制而成：镁橄榄石砂170-180、石墨砂40-55、高镁磷尾矿渣35-40、矽卡岩40-60、废弃泡沫混凝土25-30、木节粘土40-50、煤粉15-18、椰糠16-20、高炉瓦斯灰14-16、高铝细粉8-12、锆酸钙10-15、中空二氧化硅纳米球15-17、硅酸钠2-3、硅酸铝3-5、海藻酸铵3-4、羟乙基纤维素4-6、β-环糊精4-7、水适量。

一种汽车发动机铸造用芯砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将高镁磷尾矿渣、矽卡岩、废弃泡沫混凝土混合均匀，粉碎成130-150目颗粒大小，然后加入石墨砂、高炉瓦斯灰、高铝细粉、锆酸钙、适量水，搅拌分散，练泥，送入1300-1350℃煅烧炉中煅烧2-4h，取出粉碎至90-100目，得到煅烧料；

（2）将硅酸钠、海藻酸铵、羟乙基纤维素、β-环糊精磨成粉后装入高压罐，然后加入2-3倍量的水后将高压罐密封，在155-165℃下反应60-90min，自然沉淀后取上层液体，得到粘稠水溶液；

（3）将镁橄榄石砂、木节粘土、煤粉、椰糠、硅酸铝、中空二氧化硅纳米球倒入混砂机中混合3-5min，然后再加入煅烧料、粘稠水溶液，混合5-8min后出砂，即得。

本发明的有益效果：

本发明采用废弃泡沫混凝土、木节粘土和海藻酸铵、羟乙基纤维素、β-环糊精复合使用作为粘结剂，可以降低粘结剂粘度，有利于混砂，使砂粒表面的粘结剂膜更加均匀，从而提高了粘结剂强度，有利于提高起模强度和芯砂溃散性。本发明添加的高炉瓦斯灰、高铝细粉、锆酸钙、高镁磷尾矿渣、矽卡岩等原料，可以提高芯砂的耐火度，改善芯砂的机械性能。本发明的芯砂性能好，在铸造过程中发气量小、烘干时间短、透气性好、湿拉强度高，并可改善砂型的脱模性，降低浇注时对水分的敏感性，防止铸件内产生气孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。

实施例1：

一种汽车发动机铸造用芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：镁橄榄石砂170、石墨砂40、高镁磷尾矿渣35、矽卡岩40、废弃泡沫混凝土25、木节粘土40、煤粉15、椰糠16、高炉瓦斯灰14、高铝细粉8、锆酸钙10、中空二氧化硅纳米球15、硅酸钠2、硅酸铝3、海藻酸铵3、羟乙基纤维素4、β-环糊精4、水适量。

一种汽车发动机铸造用芯砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将高镁磷尾矿渣、矽卡岩、废弃泡沫混凝土混合均匀，粉碎成130-150目颗粒大小，然后加入石墨砂、高炉瓦斯灰、高铝细粉、锆酸钙、适量水，搅拌分散，练泥，送入1300-1350℃煅烧炉中煅烧2-4h，取出粉碎至90-100目，得到煅烧料；

（2）将硅酸钠、海藻酸铵、羟乙基纤维素、β-环糊精磨成粉后装入高压罐，然后加入2-3倍量的水后将高压罐密封，在155-165℃下反应60-90min，自然沉淀后取上层液体，得到粘稠水溶液；

（3）将镁橄榄石砂、木节粘土、煤粉、椰糠、硅酸铝、中空二氧化硅纳米球倒入混砂机中混合3-5min，然后再加入煅烧料、粘稠水溶液，混合5-8min后出砂，即得。

实施例2：

一种汽车发动机铸造用芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：镁橄榄石砂175、石墨砂47.5、高镁磷尾矿渣37.5、矽卡岩50、废弃泡沫混凝土27.5、木节粘土45、煤粉16.5、椰糠18、高炉瓦斯灰15、高铝细粉10、锆酸钙12.5、中空二氧化硅纳米球16、硅酸钠2.5、硅酸铝4、海藻酸铵3.5、羟乙基纤维素5、β-环糊精5.5、水适量。

制备方法同实施例1。

实施例3：

一种汽车发动机铸造用芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：镁橄榄石砂180、石墨砂55、高镁磷尾矿渣40、矽卡岩60、废弃泡沫混凝土30、木节粘土50、煤粉18、椰糠20、高炉瓦斯灰16、高铝细粉12、锆酸钙15、中空二氧化硅纳米球17、硅酸钠3、硅酸铝5、海藻酸铵4、羟乙基纤维素6、β-环糊精7、水适量。

制备方法同实施例1。

上述实施例1-3制得的铸造用芯砂的性能检测结果如下表所示：

Claims (2)

1.一种汽车发动机铸造用芯砂，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：镁橄榄石砂170-180、石墨砂40-55、高镁磷尾矿渣35-40、矽卡岩40-60、废弃泡沫混凝土25-30、木节粘土40-50、煤粉15-18、椰糠16-20、高炉瓦斯灰14-16、高铝细粉8-12、锆酸钙10-15、中空二氧化硅纳米球15-17、硅酸钠2-3、硅酸铝3-5、海藻酸铵3-4、羟乙基纤维素4-6、β-环糊精4-7、水适量。

2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机铸造用芯砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将高镁磷尾矿渣、矽卡岩、废弃泡沫混凝土混合均匀，粉碎成130-150目颗粒大小，然后加入石墨砂、高炉瓦斯灰、高铝细粉、锆酸钙、适量水，搅拌分散，练泥，送入1300-1350℃煅烧炉中煅烧2-4h，取出粉碎至90-100目，得到煅烧料；

（2）将硅酸钠、海藻酸铵、羟乙基纤维素、β-环糊精磨成粉后装入高压罐，然后加入2-3倍量的水后将高压罐密封，在155-165℃下反应60-90min，自然沉淀后取上层液体，得到粘稠水溶液；

（3）将镁橄榄石砂、木节粘土、煤粉、椰糠、硅酸铝、中空二氧化硅纳米球倒入混砂机中混合3-5min，然后再加入煅烧料、粘稠水溶液，混合5-8min后出砂，即得。