CN106424534A - 一种镁合金铸造用砂 - Google Patents

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张旭亮
何凯
迟秀梅
张娜
刘颖卓
沈钰翡
朱辉
侯虎
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Abstract

本发明公开了一种镁合金铸造用砂,包括如下重量配比的组分：100份的石墨砂；3～6份的烷基磺酸纳；1～5份的陶土；0.5～4份的糊精。该镁合金铸造用砂组分中的烷基磺酸钠在高温作用下释放出以SO2和CO2为主的保护性气体，镁在CO2中不易产生氧化反应。SO2与镁金属液反应产生一层较薄较致密的MgS膜，该MgS膜阻止液体合金的氧化反应。SO2和CO2都比空气重，能驱逐型腔内的空气，同时能够瞬间在金属液体表面形成一层保护性气膜，阻隔了空气与镁合金液的接触，阻止了镁合金高温情况下的氧化及燃烧。

Description

一种镁合金铸造用砂
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种镁合金铸造用砂。
背景技术
镁合金在浇注过程中极易产生氧化及燃烧，铸造出的镁合金铸件常常出现烧斑、夹渣、气孔等缺陷。为了解决镁合金液体进入铸型后易产生氧化及燃烧问题，改善铸件质量，必须提高铸型的阻燃能力，即在铸型内腔受热瞬间形成一种保护薄膜或者保护气体膜。
石墨砂是一种新型铸造用砂, 由于其具有高导热率和吸热能力、高耐火度和稳定的化学中性、低的热膨胀率和良好的抗震性、不易为金属液及其氧化物所浸润等一系列优良特性,因而具有良好的激冷性。
但是，现有石墨砂在应用镁合金浇注过程中，阻燃能力较低而无法在铸型内腔受热瞬间形成保护膜而阻止镁合金高温情况下的氧化及燃烧。
发明内容
本发明解决的问题是镁合金铸造用砂阻燃能力较低而无法在铸型内腔受热瞬间形成保护膜而阻止镁合金高温情况下的氧化及燃烧的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种镁合金铸造用砂，包括如下重量配比的组分：
100份的石墨砂；
3～6份的烷基磺酸纳；
1～5份的陶土；
0.5～4份的糊精。
在进一步方案中，该镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～3份的硫磺。
在进一步方案中，该镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～1.5份的硼酸。
在进一步方案中，所述石墨砂的粒度为20目～50目。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、该镁合金铸造用砂组分中的烷基磺酸钠在高温作用下释放出以SO2和CO2为主的保护性气体，镁在CO2中不易产生氧化反应。SO2与镁金属液反应产生一层较薄较致密的MgS膜，该MgS膜阻止液体合金的氧化反应。SO2和CO2都比空气重，能驱逐型腔内的空气，同时能够瞬间在金属液体表面形成一层保护性气膜，阻隔了空气与镁合金液的接触，阻止了镁合金高温情况下的氧化及燃烧。
2、当本发明的镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～3份的硫磺时，硫磺与烷基磺酸纳共同作用将会产生更多的SO2，因此，SO2与镁金属液反应产生的MgS膜更致密，这样，更能够阻止镁合金高温情况下的氧化及燃烧。
3、由于本发明的镁合金铸造用砂还包括硼酸，硼酸在高温作用下生成硼酐B2O3，硼酐在镁合金液体表面反应形成致密的Mg3B2保护膜，同时硼酐与液体表面的MgO反应生成MgO•B2O5，MgO•B2O5是致密的釉质保护膜，更能防止镁合金液在浇注过程中燃烧。当硼酸、硫磺和烷基磺酸纳都采用时，所述镁合金铸造用砂的阻燃能力最好。
4、本发明的石墨砂的粒度为20目～50目，这样的粒度使得透气性好、强度和粘度好，透气性好使得浇注的铸件无气泡，强度和粘性好使得浇注的铸件表面光洁度高。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种镁合金铸造用砂，包括如下重量配比的组分：
100份的石墨砂；
3～6份的烷基磺酸纳；具体的，烷基磺酸钠在高温作用下释放出以SO2
和CO2为主的保护性气体，镁在CO2中不易产生氧化反应。SO2与镁金属液反应
产生一层较薄较致密的MgS膜，该MgS膜阻止液体合金的氧化反应。SO2和CO2
都比空气重，能驱逐型腔内的空气，同时能够瞬间在金属液体表面形成一层保
护性气膜，阻隔了空气与镁合金液的接触，阻止了镁合金高温情况下的氧化及
燃烧，比如，烷基磺酸纳的重量配比为3份、3.1份、3.3份、3.35份、3.45
份、3.74份、3.9份、4份、4.55份、4.85份、5.4份、5.5份、5.63份、5.75
份、5.8份或6份；
1～5份的陶土；具体的，陶土是粘土的一种，是该镁合金铸造用砂中的辅
助粘结剂，用于提高镁合金铸造用砂的强度，比如，陶土的重量配比为1份、
1.1份、1.3份、1.35份、1.45份、1.74份、1.9份、2份、2.55份、2.85份、
3.4份、3.5份、4.63份、4.75份、4.8份或5份；
0.5～4份的糊精。具体的，糊精在水中溶解度大，粘结性能好，可提高镁合金铸造用砂的强度，比如，糊精的重量配比为0.5份、0.55份、0.69份、0.8份、0.93份、1份、1.5份、1.63份、1.81份、1.92份、2份、2.15份、2.18份、2.23份、3.31份、3.36份、3.45份或4份。
在进一步方案中，该镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～3份的硫磺，具体的，硫磺与烷基磺酸纳共同作用将会产生更多的SO2，因此，SO2与镁金属液反应产生的MgS膜更致密，这样，更能够阻止镁合金高温情况下的氧化及燃烧，比如，硫磺的重量配比为0.5份、1.2份、1.3份、1.35份、1.4份、1.5份、2.56份、2.65份、2.8份、2.88份或3份。
在进一步方案中，该镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～1.5份的硼酸，具体的，硼酸在高温作用下生成硼酐B2O3，硼酐在镁合金液体表面反应形成致密的Mg3B2保护膜，同时硼酐与液体表面的MgO反应生成MgO•B2O5，MgO•B2O5是致密的釉质保护膜，更能防止镁合金液在浇注过程中燃烧，当硼酸、硫磺和烷基磺酸纳都采用时，所述镁合金铸造用砂的阻燃能力最好。比如，硼酸的重量配比为0.5份、0.56份、0.62份、0.65份、0.75份、0.95份、1.07份、1.15份、1.23份、1.38份、1.46份或者1.5份。
在进一步方案中，所述石墨砂的粒度为20目～50目，这样的粒度使得透气性好、强度和粘度好，透气性好使得浇注的铸件无气泡，强度和粘性好使得浇注的铸件表面光洁度高。
在一种具体实施方式中，镁合金铸造用砂的各组分重量配比为100份的石墨砂；2.5份的烷基磺酸纳；2.5份的陶土；2分的糊精；1份的硫磺；0.6份的硼酸；组分中石墨砂的粒度为30目。
在另一种具体实施方式中，镁合金铸造用砂的各组分重量配比为100份的石墨砂；4份的烷基磺酸纳；4份的陶土；3份的糊精；2份的硫磺；1.2份的硼酸；组分中石墨砂的粒度为40目。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种镁合金铸造用砂，其特征在于，按照重量配比，包括如下组分：
100份的石墨砂；
3～6份的烷基磺酸纳；
1～5份的陶土；
0.5～4份的糊精。
2.如权利要求1所述的镁合金铸造用砂，其特征在于：所述石墨砂的粒度为
20目～50目。
3.如权利要求2所述的镁合金铸造用砂，其特征在于：按照重量配比，该镁
合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～3份的硫磺。
4.如权利要求2或3所述的镁合金铸造用砂，其特征在于：按照重量配比，
该镁合金铸造用砂还包括重量配比为0.5～1.5份的硼酸。
5.如权利要求4所述的镁合金铸造用砂，其特征在于：按照重量配比，包括
如下组分：100份的石墨砂，所述石墨砂的粒度为40目；8份的烷基磺酸纳；3
份的陶土，2份的糊精，2份的硫磺，1份的硼酸。
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