CN106424533A - 一种铸造用高品质型砂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸造用高品质型砂，属于铸造技术领域，具体由下列物质制成：宝珠砂、聚酰亚胺、陶土、白土、硅藻土、钛白石膏、呋喃树脂、玉米淀粉、碳酸氢钠、添加剂。本发明制得的型砂粘性适中，透气性好，稳定性高，热导率大，溃散性佳，可重复利用率高。经试验检测，型砂湿压强度为0.08~0.12MPa，紧实率为40~50%，透气率为105~125，热湿拉强度为3~5KPa，使用价值较高。

Description

一种铸造用高品质型砂

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种铸造用高品质型砂。

背景技术

型砂在铸造中用来造型的材料，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。煤粉是铸造车间潮模造型应用最广泛、最普遍的铸件防粘砂材料，具有来源广、成本低、防粘砂性能较好，以及能防夹砂、防皮下气孔等优点。但煤粉也有污染环境、恶化劳动条件、影响人体健康等不可克服的缺点。有人对煤粉进行过分析，发现煤粉燃烧后，可产生6%的二氧化硫，0.3~0.9%的二氧化碳，0.2%的一氧化碳等物质，此外还能产生10%左右的灰分积累在型砂中，使型砂性能变坏，影响了型砂的使用寿命和重复利用率。而型砂在使用时处于成本等考虑，需要对旧砂进行重复利用，重复添加量一般为90%左右，从而大幅降低制造的成本，但在多次利用后其质量不可避免的会下降，直接表现为废品率高、铸件表面质量差等，对于型砂新砂本身稳定性较差的来说，此现象尤甚。

发明内容

本发明旨在提供一种铸造用高品质型砂，具有品质稳定、重复利用率高的特点。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种铸造用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：

50~60份宝珠砂、15~20份聚酰亚胺、4~8份陶土、3~5份白土、3~5份硅藻土、4~8份钛白石膏、15~20份呋喃树脂、5~7份玉米淀粉、2~4份碳酸氢钠、3~5份添加剂；所述添加剂由如下重量份的物质制成：50~60份改性埃洛石粉、40~50份等规聚丙烯、30~40份聚氯乙烯、10~15份轻质碳酸钙、3~5份木质素磺酸钠、4~7份海藻酸钠、2~3份壬基酚聚氧乙烯醚、1~2份脂肪酰胺聚氧乙烯醚、1~2份松香酸聚氧乙烯酯、2~3份乙二醇、3~5份有机稀土、2~4份环氧大豆油、150~170份去离子水；所述改性埃洛石粉由如下重量份的物质制成：90~100份埃洛石、5~10份纳米三氧化二铝、2~5份偏磷酸钠、1~3份马丙共聚物、1~3份丙三醇、1~2份氯化镁、1~2份氯化锰、1~2份氯化锌。

进一步的，所述改性埃洛石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将埃洛石放入温度为850~900℃的条件下煅烧处理1~1.5h，取出冷却后粉碎过120目制得粉状备用；

（2）将步骤（1）处理后的埃洛石粉放入质量分数为35%的磷酸溶液中，浸泡处理10~15min，期间保持温度为45~50℃，取出后再将其与氯化镁、氯化锰、氯化锌共同混合，并加入其总质量1~1.5倍的去离子水，加热保持温度为75~85℃，并以200~220转/分钟的转速搅拌处理20~30min，最后再进行蒸发干燥至整体水含量不大于18%备用；镁、锰、锌离子能改变经较高浓度的磷酸处理后的埃洛石粉表面基团，改善了其表面特性，提高了粘附性、吸附性等性能；

（3）将步骤（2）处理后的埃洛石粉同纳米三氧化二铝、偏磷酸钠、马丙共聚物、丙三醇混合研磨均匀，最后过200目即可。改性后的埃洛石粉粘结性、吸附性更强，能很好的防止型砂塌陷、剥落现象的发生，同时还能降低铸造液冲击易产生的起泡对后期铸件表面的影响。

进一步的，所述添加剂的制备方法包括如下步骤：

（1）先将去离子水、轻质碳酸钙、木质素磺酸钠、海藻酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、乙二醇、有机稀土、环氧大豆油共同放入罐中，加热保持温度为65~70℃，不断搅拌至均匀后备用；

（2）将改性埃洛石粉加入到步骤（1）所述的罐中，升温至75~80℃，不断搅拌15~20min，最后将已加热熔融至230~240℃的等规聚丙烯和聚氯乙烯混合物加入，再以350~450转/分钟的转速搅拌均匀、冷却至常温即可。等规聚丙烯和聚氯乙烯的配合添加提高了型砂的湿压强度和热湿拉强度。

进一步的，所述型砂的制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份称取对应的物质备用；

（2）将宝珠砂、聚酰亚胺、陶土、白土、硅藻土、钛白石膏、呋喃树脂、玉米淀粉、碳酸氢钠和添加剂共同放入混合机中，以400~450转/分钟的转速混合30~35min，然后配入适量水再次混合20~25min，最后在1000~1100℃的条件下烧结2~2.5h，取出后冷却、破碎和筛分即可。

本发明具有如下有益效果：

本发明以宝珠砂为主要构成成分，辅以聚酰亚胺、陶土、白土、硅藻土、钛白石膏等成分，很好的保证了型砂的整体特性，添加的添加剂取代煤粉等成分，能很好的提高型砂的柔软性、流动性、韧性、耐高温冲击性，不会产生灰分，提升了型砂的使用寿命和重复利用率。最终在各物质成分的共同配合作用下，本发明制得的型砂粘性适中，透气性好，稳定性高，热导率大，溃散性佳，可重复利用率高。经试验检测，本发明的型砂湿压强度为0.08~0.12MPa，紧实率为40~50%，透气率为105~125，热湿拉强度为3~5KPa。

具体实施方式

实施例1

一种铸造用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：

60份宝珠砂、20份聚酰亚胺、8份陶土、5份白土、5份硅藻土、8份钛白石膏、20份呋喃树脂、7份玉米淀粉、4份碳酸氢钠、5份添加剂；所述添加剂由如下重量份的物质制成：60份改性埃洛石粉、50份等规聚丙烯、40份聚氯乙烯、15份轻质碳酸钙、5份木质素磺酸钠、7份海藻酸钠、3份壬基酚聚氧乙烯醚、2份脂肪酰胺聚氧乙烯醚、2份松香酸聚氧乙烯酯、3份乙二醇、5份有机稀土、4份环氧大豆油、170份去离子水；所述改性埃洛石粉由如下重量份的物质制成：100份埃洛石、10份纳米三氧化二铝、5份偏磷酸钠、3份马丙共聚物、3份丙三醇、2份氯化镁、2份氯化锰、2份氯化锌。

进一步的，所述改性埃洛石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将埃洛石放入温度为900℃的条件下煅烧处理1.5h，取出冷却后粉碎过120目制得粉状备用；

（2）将步骤（1）处理后的埃洛石粉放入质量分数为35%的磷酸溶液中，浸泡处理15min，期间保持温度为50℃，取出后再将其与氯化镁、氯化锰、氯化锌共同混合，并加入其总质量1.5倍的去离子水，加热保持温度为85℃，并以220转/分钟的转速搅拌处理30min，最后再进行蒸发干燥至整体水含量不大于18%备用；

（3）将步骤（2）处理后的埃洛石粉同纳米三氧化二铝、偏磷酸钠、马丙共聚物、丙三醇混合研磨均匀，最后过200目即可。

进一步的，所述添加剂的制备方法包括如下步骤：

（1）先将去离子水、轻质碳酸钙、木质素磺酸钠、海藻酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、乙二醇、有机稀土、环氧大豆油共同放入罐中，加热保持温度为70℃，不断搅拌至均匀后备用；

（2）将改性埃洛石粉加入到步骤（1）所述的罐中，升温至80℃，不断搅拌20min，最后将已加热熔融至240℃的等规聚丙烯和聚氯乙烯混合物加入，再以450转/分钟的转速搅拌均匀、冷却至常温即可。

进一步的，所述型砂的制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份称取对应的物质备用；

（2）将宝珠砂、聚酰亚胺、陶土、白土、硅藻土、钛白石膏、呋喃树脂、玉米淀粉、碳酸氢钠和添加剂共同放入混合机中，以450转/分钟的转速混合35min，然后配入适量水再次混合25min，最后在1100℃的条件下烧结2.5h，取出后冷却、破碎和筛分即可。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，用等质量份的煤粉取代添加剂，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有市售的铸造型砂。

为了对比本发明效果，选用上述三种型砂新砂进行铸造检测，下表1为相应的对比数据：

表1

	铸件表面不平度平均高度Rz（μm）	废品率（%）
			实施例1	124	5.10
对比实施例1	153	5.58
			对照组	172	6.42

由上表1可以看出，本发明制得的型砂成品率高，制得的铸件表面光洁度更高，质量更好。

为了进一步对比本发明效果，对型砂重复配制后的品质进行检测，将使用过一次的型砂和新砂按质量比95:5共同混合后作为一代型砂，以此类推，将使用过的一代型砂和新砂按质量比95:5共同混合后作为二代型砂，然后进行铸造检测，下表2为相应的对比数据：

表2

	一代型砂废品率（%）	二代型砂废品率（%）	三代型砂废品率（%）	四代型砂废品率（%）
					实施例1	5.23	5.59	6.21	7.20
对比实施例1	5.80	6.31	7.38	10.86
					对照组	6.80	7.48	9.12	12.32

由上表2可以看出，本发明制得的型砂性能稳定，可重复利用率高，使用价值较好。

Claims (4)

1.一种铸造用高品质型砂，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

50~60份宝珠砂、15~20份聚酰亚胺、4~8份陶土、3~5份白土、3~5份硅藻土、4~8份钛白石膏、15~20份呋喃树脂、5~7份玉米淀粉、2~4份碳酸氢钠、3~5份添加剂；所述添加剂由如下重量份的物质制成：50~60份改性埃洛石粉、40~50份等规聚丙烯、30~40份聚氯乙烯、10~15份轻质碳酸钙、3~5份木质素磺酸钠、4~7份海藻酸钠、2~3份壬基酚聚氧乙烯醚、1~2份脂肪酰胺聚氧乙烯醚、1~2份松香酸聚氧乙烯酯、2~3份乙二醇、3~5份有机稀土、2~4份环氧大豆油、150~170份去离子水；所述改性埃洛石粉由如下重量份的物质制成：90~100份埃洛石、5~10份纳米三氧化二铝、2~5份偏磷酸钠、1~3份马丙共聚物、1~3份丙三醇、1~2份氯化镁、1~2份氯化锰、1~2份氯化锌。

2.根据权利要求1所述的一种铸造用高品质型砂，其特征在于，所述改性埃洛石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）先将埃洛石放入温度为850~900℃的条件下煅烧处理1~1.5h，取出冷却后粉碎过120目制得粉状备用；

（2）将步骤（1）处理后的埃洛石粉放入质量分数为35%的磷酸溶液中，浸泡处理10~15min，期间保持温度为45~50℃，取出后再将其与氯化镁、氯化锰、氯化锌共同混合，并加入其总质量1~1.5倍的去离子水，加热保持温度为75~85℃，并以200~220转/分钟的转速搅拌处理20~30min，最后再进行蒸发干燥至整体水含量不大于18%备用；

（3）将步骤（2）处理后的埃洛石粉同纳米三氧化二铝、偏磷酸钠、马丙共聚物、丙三醇混合研磨均匀，最后过200目即可。

3.根据权利要求1所述的一种铸造用高品质型砂，其特征在于，所述添加剂的制备方法包括如下步骤：

（1）先将去离子水、轻质碳酸钙、木质素磺酸钠、海藻酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯、乙二醇、有机稀土、环氧大豆油共同放入罐中，加热保持温度为65~70℃，不断搅拌至均匀后备用；

（2）将改性埃洛石粉加入到步骤（1）所述的罐中，升温至75~80℃，不断搅拌15~20min，最后将已加热熔融至230~240℃的等规聚丙烯和聚氯乙烯混合物加入，再以350~450转/分钟的转速搅拌均匀、冷却至常温即可。

4.根据权利要求1所述的一种铸造用高品质型砂，其特征在于，所述型砂的制备方法包括如下步骤：

（1）按重量份称取对应的物质备用；

（2）将宝珠砂、聚酰亚胺、陶土、白土、硅藻土、钛白石膏、呋喃树脂、玉米淀粉、碳酸氢钠和添加剂共同放入混合机中，以400~450转/分钟的转速混合30~35min，然后配入适量水再次混合20~25min，最后在1000~1100℃的条件下烧结2~2.5h，取出后冷却、破碎和筛分即可。