CN107282860A - 一种替代砂的法兰铸造箱填充物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种替代砂的法兰铸造箱填充物及其制备方法，包括以下组分制备而成：紫砂矿料100‑200份，改性淀粉180‑220份，金属浆废弃物80‑120份，去离子水150‑160份，乳化剂1‑2份，丙烯酸3‑14份，甲基丙烯酸2‑3份，链转移剂3‑5份，引发剂1‑3份，酸性或碱性水溶液10‑15份，金属颗粒100‑120份。而且采用该填充物生产的铸件能够提高砂型的热湿拉强度，透气性，流动性，韧性，并可改善砂型的脱模性，降低浇筑时对水分的敏感性，同时，完全不存在铸件的粘砂，夹砂，冲砂，气孔等缺陷。

Description

一种替代砂的法兰铸造箱填充物及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种模具制造领域，具体涉及一种替代砂的法兰铸造箱填充物及其制备方法。

背景技术：

法兰又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰，垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接(丝扣连接)法兰，焊接法兰和卡夹法兰。法兰都是成对使用的,低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为"法兰"，如通风管道的连接，这一类零件可以称为"法兰类零件"。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫"法兰类零件"。比较小型的如阀门等，可以叫"法兰类零件"。

在铸造行业，铸造配砂对铸件的铸造质量有着非常重要的作用，而传统的铸造配砂辅助材料已经不能满足铸件质量的要求，如合脂油和桐油，在铸造过程中，容易产生气空和皮下气空等难以克服的缺陷，另外二者都是液体不利于运输和存储，并且带有刺鼻气味，使人易气喘，不利于身体健康和工作，为此，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种替代砂的法兰铸造箱填充物及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：包括以下组分制备而成：

紫砂矿料100-200份，改性淀粉180-220份，金属浆废弃物80-120份，去离子水150-160份，乳化剂1-2份，丙烯酸3-14份，甲基丙烯酸2-3份，链转移剂3-5份，引发剂1-3份，酸性或碱性水溶液10-15份，金属颗粒100-120份。

包括以下组分制备而成：

紫砂矿料100份，改性淀粉180份，金属浆废弃物80份，去离子水150份，乳化剂1份，丙烯酸3份，甲基丙烯酸2份，链转移剂3份，引发剂1份，酸性或碱性水溶液10份，金属颗粒100份。

包括以下组分制备而成：

紫砂矿料200份，改性淀粉220份，金属浆废弃物120份，去离子水160份，乳化剂2份，丙烯酸14份，甲基丙烯酸3份，链转移剂5份，引发剂3份，酸性或碱性水溶液15份，金属颗粒120份。

一种替代砂的法兰铸造箱填充物制备方法，其特征在于：包括以下制备方法制备而成：

人工选取散落于嫩泥矿层的紫砂矿料，矿料颗粒直径大小控制在3cm以下，并剔除紫砂矿料中夹带的废土，夹石，锈片杂质，得到较纯正的紫砂矿料；将碧玺原石解出，得到碧玺矿石；

将碧玺矿石与10％质量的金属浆废弃物混合，加入石灰水，混合搅拌，静置3天，捞出碧玺矿石；

启动反应釜的搅拌器，转速为30r/min，同时加入50％质量份的去离子水；5-10min后，加入乳化剂；5-10min后，加入的丙烯酸和的甲基丙烯酸；5-10min后，加入丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的混合物；5-10min后，加入链转移剂；加入引发剂，加入引发剂后，转速增大至85r/min，时间30min，停止搅拌；

将碧玺矿石破碎经过100目过滤，取碎石，将搅拌后的混合物浇在碎石上，一边浇混合物，一边不断晃动碎石，同时，利用60℃-70℃的热水，对碎石进行冲洗；

将冲洗后的碎石碾压成粉，混合在90％质量的金属浆废弃物中，加入酸性或碱性水溶液混合搅拌而形成浆；

搅拌浆的同时利用超声波振荡器向浆照射超声波使金属浆废弃物中所述高分子树脂的原子间键合断开而促进化学反应，而且使得所述浆内的气泡剧烈膨胀并因高压力在其极限点破裂，气泡破裂时产生的冲击波作用于所述金属浆废弃物而剥离；

对上述桨液进行固液分离；

将所得液体和金属盐溶液分别以第一速度V1和第二速度V2匀速滴入反应容器中，所述第一速度V1和所述第二速度V2均在0.1～20mL/min的范围内，反应过程中，将所述反应容器中的混合溶液以10～50Hz的振荡频率进行震荡，所述反应容器中生成沉淀；

将所述沉淀进行过滤、清洗，然后进行真空干燥，得到颗粒物；

将所得固体与50％质量份的去离子水混合，静置3-5天，取出；

将取出的固体破碎，将破碎的固体和颗粒物混合，然后放入球磨机中，高速球磨，然后过300-350目网筛，得到粉；

将上述粉与金属颗粒混合，搅拌均匀；搅拌时间控制在8-10min，在搅拌前期控制转速为3500-3600r/min，搅拌中期控制在3000-3200r/min，中期加入改性淀粉，在搅拌后期控制为2500-2600r/min；

搅拌完成后，取出粘稠物，晾干，凝固后破碎，800目过滤即可。

所述的改性淀粉制备方法为将精选的一种或多种植物面粉加入淀粉反应釜内，并加热至130℃-150℃，持续时间为1-3小时，然后，将淀粉反应釜内的材料倒出并甩干后，再经水性酸化处理，烘干，粉碎成粉，即得所述改性淀粉。

所述的金属颗粒包括碳化硅20％，氧化铝30％，石墨10％，碳化钨20％，氮化硼20％。

本发明的有益效果：相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体说，在铸造过程中，采用该材料造型模腔，生产的铸件发气量小，烘干时间短，透气性好，干拉强度高，而且采用该填充物生产的铸件能够提高砂型的热湿拉强度。透气性。流动性。韧性，并可改善砂型的脱模性，降低浇筑时对水分的敏感性，同时，完全不存在铸件的粘砂，夹砂，冲砂，气孔等缺陷，能使铸件进一步提高光洁度，另外使用该填充物无毒无害，无污染，浇筑时无刺鼻的气味，无粉状吸入物，属于新型环保铸造材料。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段，创作特征，达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：一种替代砂的法兰铸造箱填充物，

包括以下组分制备而成：

紫砂矿料100份，改性淀粉180份，金属浆废弃物80份，去离子水150份，乳化剂1份，丙烯酸3份，甲基丙烯酸2份，链转移剂3份，引发剂1份，酸性或碱性水溶液10份，金属颗粒100份。

一种替代砂的法兰铸造箱填充物制备方法，包括以下制备方法制备而成：

人工选取散落于嫩泥矿层的紫砂矿料，矿料颗粒直径大小控制在3cm以下，并剔除紫砂矿料中夹带的废土，夹石，锈片杂质，得到较纯正的紫砂矿料；将碧玺原石解出，得到碧玺矿石；

将碧玺矿石与10％质量的金属浆废弃物混合，加入石灰水，混合搅拌，静置3天，捞出碧玺矿石；

启动反应釜的搅拌器，转速为30r/min，同时加入50％质量份的去离子水；5-10min后，加入乳化剂；5-10min后，加入的丙烯酸和的甲基丙烯酸；5-10min后，加入丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的混合物；5-10min后，加入链转移剂；加入引发剂，加入引发剂后，转速增大至85r/min，时间30min，停止搅拌；

将碧玺矿石破碎经过100目过滤，取碎石，将搅拌后的混合物浇在碎石上，一边浇混合物，一边不断晃动碎石，同时，利用60℃-70℃的热水，对碎石进行冲洗；

将冲洗后的碎石碾压成粉，混合在90％质量的金属浆废弃物中，加入酸性或碱性水溶液混合搅拌而形成浆；

搅拌浆的同时利用超声波振荡器向浆照射超声波使金属浆废弃物中所述高分子树脂的原子间键合断开而促进化学反应，而且使得所述浆内的气泡剧烈膨胀并因高压力在其极限点破裂，气泡破裂时产生的冲击波作用于所述金属浆废弃物而剥离；

对上述桨液进行固液分离；

将所得液体和金属盐溶液分别以第一速度V1和第二速度V2匀速滴入反应容器中，所述第一速度V1和所述第二速度V2均在0.1～20mL/min的范围内，反应过程中，将所述反应容器中的混合溶液以10～50Hz的振荡频率进行震荡，所述反应容器中生成沉淀；

将所述沉淀进行过滤、清洗，然后进行真空干燥，得到颗粒物；

将所得固体与50％质量份的去离子水混合，静置3-5天，取出；

将取出的固体破碎，将破碎的固体和颗粒物混合，然后放入球磨机中，高速球磨，然后过300-350目网筛，得到粉；

将上述粉与金属颗粒混合，搅拌均匀；搅拌时间控制在8-10min，在搅拌前期控制转速为3500-3600r/min，搅拌中期控制在3000-3200r/min，中期加入改性淀粉，在搅拌后期控制为2500-2600r/min；

搅拌完成后，取出粘稠物，晾干，凝固后破碎，800目过滤即可。

改性淀粉制备方法为将精选的一种或多种植物面粉加入淀粉反应釜内，并加热至130℃-150℃，持续时间为1-3小时，然后，将淀粉反应釜内的材料倒出并甩干后，再经水性酸化处理，烘干，粉碎成粉，即得所述改性淀粉。

金属颗粒包括碳化硅20％，氧化铝30％，石墨10％，碳化钨20％，氮化硼20％。

经试验，添加本法制备的辅料与现有辅料铸造的法兰对比：

采用该填充物生产的铸件能够提高砂型的热湿拉强度，透气性，流动性，韧性，并可改善砂型的脱模性，降低浇筑时对水分的敏感性，同时，完全不存在铸件的粘砂，夹砂，冲砂，气孔等缺陷。

实施例2：一种替代砂的法兰铸造箱填充物，

包括以下组分制备而成：

紫砂矿料200份，改性淀粉220份，金属浆废弃物120份，去离子水160份，乳化剂2份，丙烯酸14份，甲基丙烯酸3份，链转移剂5份，引发剂3份，酸性或碱性水溶液15份，金属颗粒120份。

一种替代砂的法兰铸造箱填充物制备方法，包括以下制备方法制备而成：

人工选取散落于嫩泥矿层的紫砂矿料，矿料颗粒直径大小控制在3cm以下，并剔除紫砂矿料中夹带的废土，夹石，锈片杂质，得到较纯正的紫砂矿料；将碧玺原石解出，得到碧玺矿石；

将碧玺矿石与10％质量的金属浆废弃物混合，加入石灰水，混合搅拌，静置3天，捞出碧玺矿石；

启动反应釜的搅拌器，转速为30r/min，同时加入50％质量份的去离子水；5-10min后，加入乳化剂；5-10min后，加入的丙烯酸和的甲基丙烯酸；5-10min后，加入丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的混合物；5-10min后，加入链转移剂；加入引发剂，加入引发剂后，转速增大至85r/min，时间30min，停止搅拌；

将碧玺矿石破碎经过100目过滤，取碎石，将搅拌后的混合物浇在碎石上，一边浇混合物，一边不断晃动碎石，同时，利用60℃-70℃的热水，对碎石进行冲洗；

将冲洗后的碎石碾压成粉，混合在90％质量的金属浆废弃物中，加入酸性或碱性水溶液混合搅拌而形成浆；

搅拌浆的同时利用超声波振荡器向浆照射超声波使金属浆废弃物中所述高分子树脂的原子间键合断开而促进化学反应，而且使得所述浆内的气泡剧烈膨胀并因高压力在其极限点破裂，气泡破裂时产生的冲击波作用于所述金属浆废弃物而剥离；

对上述桨液进行固液分离；

将所得液体和金属盐溶液分别以第一速度V1和第二速度V2匀速滴入反应容器中，所述第一速度V1和所述第二速度V2均在0.1～20mL/min的范围内，反应过程中，将所述反应容器中的混合溶液以10～50Hz的振荡频率进行震荡，所述反应容器中生成沉淀；

将所述沉淀进行过滤、清洗，然后进行真空干燥，得到颗粒物；

将所得固体与50％质量份的去离子水混合，静置3-5天，取出；

将取出的固体破碎，将破碎的固体和颗粒物混合，然后放入球磨机中，高速球磨，然后过300-350目网筛，得到粉；

将上述粉与金属颗粒混合，搅拌均匀；搅拌时间控制在8-10min，在搅拌前期控制转速为3500-3600r/min，搅拌中期控制在3000-3200r/min，中期加入改性淀粉，在搅拌后期控制为2500-2600r/min；

搅拌完成后，取出粘稠物，晾干，凝固后破碎，800目过滤即可。

改性淀粉制备方法为将精选的一种或多种植物面粉加入淀粉反应釜内，并加热至130℃-150℃，持续时间为1-3小时，然后，将淀粉反应釜内的材料倒出并甩干后，再经水性酸化处理，烘干，粉碎成粉，即得所述改性淀粉。

金属颗粒包括碳化硅20％，氧化铝30％，石墨10％，碳化钨20％，氮化硼20％。

经试验，添加本法制备的辅料与现有辅料铸造的法兰对比：

采用该填充物生产的铸件能够提高砂型的热湿拉强度，透气性，流动性，韧性，并可改善砂型的脱模性，降低浇筑时对水分的敏感性，同时，完全不存在铸件的粘砂，夹砂，冲砂，气孔等缺陷。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：包括以下组分制备而成：

紫砂矿料100-200份，改性淀粉180-220份，金属浆废弃物80-120份，去离子水150-160份，乳化剂1-2份，丙烯酸3-14份，甲基丙烯酸2-3份，链转移剂3-5份，引发剂1-3份，酸性或碱性水溶液10-15份，金属颗粒100-120份。

2.根据权利要求1中所说的一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：包括以下组分制备而成：

紫砂矿料100份，改性淀粉180份，金属浆废弃物80份，去离子水150份，乳化剂1份，丙烯酸3份，甲基丙烯酸2份，链转移剂3份，引发剂1份，酸性或碱性水溶液10份，金属颗粒100份。

3.根据权利要求1中所说的一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：包括以下组分制备而成：

紫砂矿料200份，改性淀粉220份，金属浆废弃物120份，去离子水160份，乳化剂2份，丙烯酸14份，甲基丙烯酸3份，链转移剂5份，引发剂3份，酸性或碱性水溶液15份，金属颗粒120份。

4.根据权利要求1中所述的一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：所述的改性淀粉制备方法为将精选的一种或多种植物面粉加入淀粉反应釜内，并加热至130℃-150℃，持续时间为1-3小时，然后，将淀粉反应釜内的材料倒出并甩干后，再经水性酸化处理，烘干，粉碎成粉，即得所述改性淀粉。

5.根据权利要求1中所述的一种替代砂的法兰铸造箱填充物，其特征在于：所述的金属颗粒包括碳化硅20％，氧化铝30％，石墨10％，碳化钨20％，氮化硼20％。

6.一种替代砂的法兰铸造箱填充物制备方法，其特征在于：包括以下制备方法制备而成：

人工选取散落于嫩泥矿层的紫砂矿料，矿料颗粒直径大小控制在3cm以下，并剔除紫砂矿料中夹带的废土，夹石，锈片杂质，得到较纯正的紫砂矿料；将碧玺原石解出，得到碧玺矿石；

将碧玺矿石与10％质量的金属浆废弃物混合，加入石灰水，混合搅拌，静置3天，捞出碧玺矿石；

启动反应釜的搅拌器，转速为30r/min，同时加入50％质量份的去离子水；5-10min后，加入乳化剂；5-10min后，加入的丙烯酸和的甲基丙烯酸；5-10min后，加入丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的混合物；5-10min后，加入链转移剂；加入引发剂，加入引发剂后，转速增大至85r/min，时间30min，停止搅拌；

将碧玺矿石破碎经过100目过滤，取碎石，将搅拌后的混合物浇在碎石上，一边浇混合物，一边不断晃动碎石，同时，利用60℃-70℃的热水，对碎石进行冲洗；

将冲洗后的碎石碾压成粉，混合在90％质量的金属浆废弃物中，加入酸性或碱性水溶液混合搅拌而形成浆；

搅拌浆的同时利用超声波振荡器向浆照射超声波使金属浆废弃物中所述高分子树脂的原子间键合断开而促进化学反应，而且使得所述浆内的气泡剧烈膨胀并因高压力在其极限点破裂，气泡破裂时产生的冲击波作用于所述金属浆废弃物而剥离；

对上述桨液进行固液分离；

将所得液体和金属盐溶液分别以第一速度V1和第二速度V2匀速滴入反应容器中，所述第一速度V1和所述第二速度V2均在0.1～20mL/min的范围内，反应过程中，将所述反应容器中的混合溶液以10～50Hz的振荡频率进行震荡，所述反应容器中生成沉淀；

将所述沉淀进行过滤、清洗，然后进行真空干燥，得到颗粒物；

将所得固体与50％质量份的去离子水混合，静置3-5天，取出；

将取出的固体破碎，将破碎的固体和颗粒物混合，然后放入球磨机中，高速球磨，然后过300-350目网筛，得到粉；

将上述粉与金属颗粒混合，搅拌均匀；搅拌时间控制在8-10min，在搅拌前期控制转速为3500-3600r/min，搅拌中期控制在3000-3200r/min，中期加入改性淀粉，在搅拌后期控制为2500-2600r/min；

搅拌完成后，取出粘稠物，晾干，凝固后破碎，800目过滤即可。