CN107414014A - 一种耐高温型砂 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及铸造领域，公开了一种耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：硅砂120~130、膨润土7~9、高岭土4~6、滑石粉2.1~2.3、钛白粉1.4~1.6、豆粕5~7、海泡石3~5、硼酸锌0.7~0.9、硅酸钠0.5~0.7；原料简单，来源广泛，价格低廉，使型砂的耐受温度达到1900℃以上，延长型砂的使用寿命，减少型砂更换次数，节省人力物力，降低铸造成本；以来源最为广泛的硅砂为主要原料，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率。
Description
技术领域
本发明主要涉及铸造领域，尤其涉及一种耐高温型砂。
背景技术
型砂是在铸造中用来造型的材料，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，型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30~50%，通常对型砂的要求有强度和热稳定性、流动性、可塑性、透气性和溃散性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。
但是现有型砂的耐高温程度较低，需要经常对型砂进行更换和处理，工作量大，现有专利文件CN 105127359 A公开的一种高热稳定性型砂，原料多样，但是其主要原料宝珠砂、堇青石和多晶莫来石纤维价格昂贵，而且制备过程中先用酸溶液浸泡，再用碱溶液浸泡，过程繁琐，而且铸造时型砂的需求量大，每生产1吨合格铸件，大约需要补充1吨新砂，明显提高了铸造成本。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种耐高温型砂。
一种耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：硅砂120~130、膨润土7~9、高岭土4~6、滑石粉2.1~2.3、钛白粉1.4~1.6、豆粕5~7、海泡石3~5、硼酸锌0.7~0.9、硅酸钠0.5~0.7。
所述的豆粕，脂肪含量为7~9%。
一种耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅砂进行过筛，粒径为100%过50目筛，90~92%过100目筛，20~25%过200目筛，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率，得过筛硅砂；
（2）将膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉加入初混砂，于110~120转/分钟搅拌15~20分钟，一次煅烧60~70分钟，冷却至140~150℃，增加原料孔隙度，浇铸时能够加快散热，从而提高耐热温度，得一次煅烧料；
（3）将海泡石粉碎后加入一次煅烧料中，于170~180转/分钟搅拌20~25分钟，二次煅烧210~230分钟，进一步增加原料空隙度，提高耐热温度，同时海泡石吸水后体积变大，提高湿压强度，浇铸后，高温使含水量减少，体积减小，减少型砂和铸件的粘结力，保持表面光滑，减少瑕疵，冷却至150~170℃，加入硼酸锌和硅酸钠，于120~130转/分钟保温搅拌15~20分钟，提高型砂的耐热温度，减少铸造时的高温破坏，同时能够增加型砂的溃散性和流动性，使铸件尺寸精确，得二次煅烧料；
（4）将豆粕粉碎至140~160目，变废为宝，增加豆粕新的应用方法，同时豆粕中含有的豆油能够降低型砂于铸件的粘结性，使铸件表面光滑，降低残次率，节约铸造成本，加入水中，混合均匀后加入二次煅烧料，搅拌均匀，使含水量为4~5%，得耐高温型砂；
（5）包装，检验，得耐高温型砂成品。
所述步骤（2）的一次煅烧，温度为420~440℃。
所述步骤（3）的粉碎，粒径为100%过60目筛，88~90%过100目筛，40~45%过150目筛。
所述步骤（3）的二次煅烧，温度为740~760℃。
本发明的优点是：本发明提供的耐高温型砂，原料简单，来源广泛，价格低廉，使型砂的耐受温度达到1900℃以上，延长型砂的使用寿命，减少型砂更换次数，节省人力物力，降低铸造成本；以来源最为广泛的硅砂为主要原料，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率；加入少量膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉，并进行一次低温煅烧，增加原料孔隙度，浇铸时能够加快散热，从而提高耐热温度；将海泡石粉碎成规定粒径后进行二次高温煅烧，进一步增加原料空隙度，提高耐热温度，同时海泡石吸水后体积变大，提高湿压强度，浇铸后，高温使含水量减少，体积减小，减少型砂和铸件的粘结力，保持表面光滑，减少瑕疵，降温后加入极少量的硼酸锌和硅酸钠，并进行保温搅拌，促进溶解，提高型砂的耐热温度，减少铸造时的高温破坏，同时能够增加型砂的溃散性和流动性，使铸件尺寸精确；最后加入粉碎豆粕，变废为宝，增加豆粕新的应用方法，同时豆粕中含有的豆油能够降低型砂于铸件的粘结性，使铸件表面光滑，降低残次率，节约铸造成本。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1
一种耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：硅砂120、膨润土7、高岭土4、滑石粉2.1、钛白粉1.4、豆粕5、海泡石3、硼酸锌0.7、硅酸钠0.5。
所述的豆粕，脂肪含量为7%。
一种耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅砂进行过筛，粒径为100%过50目筛，90~92%过100目筛，20~25%过200目筛，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率，得过筛硅砂；
（2）将膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉加入初混砂，于110转/分钟搅拌15分钟，一次煅烧60分钟，温度为420~440℃，冷却至140~150℃，增加原料孔隙度，浇铸时能够加快散热，从而提高耐热温度，得一次煅烧料；
（3）将海泡石粉碎后加入一次煅烧料中，粒径为100%过60目筛，88~90%过100目筛，40~45%过150目筛，于170转/分钟搅拌20分钟，二次煅烧210分钟，二次煅烧，温度为740~760℃，进一步增加原料空隙度，提高耐热温度，同时海泡石吸水后体积变大，提高湿压强度，浇铸后，高温使含水量减少，体积减小，减少型砂和铸件的粘结力，保持表面光滑，减少瑕疵，冷却至150~170℃，加入硼酸锌和硅酸钠，于120转/分钟保温搅拌15分钟，提高型砂的耐热温度，减少铸造时的高温破坏，同时能够增加型砂的溃散性和流动性，使铸件尺寸精确，得二次煅烧料；
（4）将豆粕粉碎至140目，变废为宝，增加豆粕新的应用方法，同时豆粕中含有的豆油能够降低型砂于铸件的粘结性，使铸件表面光滑，降低残次率，节约铸造成本，加入水中，混合均匀后加入二次煅烧料，搅拌均匀，使含水量为4~5%，得耐高温型砂；
（5）包装，检验，得耐高温型砂成品。
结果：湿压强度：0.119Mpa，透气性：126Pa，热湿拉强度：3.5kPa，破碎指数：79%，抗弯强度：0.28MPa，铸件瑕疵率：3.7%，耐受温度：1980℃。
实施例2
一种耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：硅砂125、膨润土8、高岭土5、滑石粉2.2、钛白粉1.5、豆粕6、海泡石4、硼酸锌0.8、硅酸钠0.6。
所述的豆粕，脂肪含量为8%。
一种耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅砂进行过筛，粒径为100%过50目筛，90~92%过100目筛，20~25%过200目筛，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率，得过筛硅砂；
（2）将膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉加入初混砂，于115转/分钟搅拌18分钟，一次煅烧65分钟，温度为420~440℃，冷却至140~150℃，增加原料孔隙度，浇铸时能够加快散热，从而提高耐热温度，得一次煅烧料；
（3）将海泡石粉碎后加入一次煅烧料中，粒径为100%过60目筛，88~90%过100目筛，40~45%过150目筛，于175转/分钟搅拌23分钟，二次煅烧220分钟，二次煅烧，温度为740~760℃，进一步增加原料空隙度，提高耐热温度，同时海泡石吸水后体积变大，提高湿压强度，浇铸后，高温使含水量减少，体积减小，减少型砂和铸件的粘结力，保持表面光滑，减少瑕疵，冷却至150~170℃，加入硼酸锌和硅酸钠，于125转/分钟保温搅拌18分钟，提高型砂的耐热温度，减少铸造时的高温破坏，同时能够增加型砂的溃散性和流动性，使铸件尺寸精确，得二次煅烧料；
（4）将豆粕粉碎至140目，变废为宝，增加豆粕新的应用方法，同时豆粕中含有的豆油能够降低型砂于铸件的粘结性，使铸件表面光滑，降低残次率，节约铸造成本，加入水中，混合均匀后加入二次煅烧料，搅拌均匀，使含水量为4~5%，得耐高温型砂；
（5）包装，检验，得耐高温型砂成品。
结果：湿压强度：0.122Mpa，透气性：124Pa，热湿拉强度：3.7kPa，破碎指数：77%，抗弯强度：0.26MPa，铸件瑕疵率：3.4%，耐受温度：1980℃。
实施例3
一种耐高温型砂，由以下重量份的原料制成：硅砂130、膨润土9、高岭土6、滑石粉2.3、钛白粉1.6、豆粕7、海泡石5、硼酸锌0.9、硅酸钠0.7。
所述的豆粕，脂肪含量为9%。
一种耐高温型砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅砂进行过筛，粒径为100%过50目筛，90~92%过100目筛，20~25%过200目筛，过筛后限定硅砂的粒径，使粒径大小适宜，减少铸件表面形成结疤和鼠尾，同时能够提高型砂透气性，避免产生气孔和砂眼，降低残次率，得过筛硅砂；
（2）将膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉加入初混砂，于120转/分钟搅拌20分钟，一次煅烧70分钟，温度为420~440℃，冷却至140~150℃，增加原料孔隙度，浇铸时能够加快散热，从而提高耐热温度，得一次煅烧料；
（3）将海泡石粉碎后加入一次煅烧料中，粒径为100%过60目筛，88~90%过100目筛，40~45%过150目筛，于180转/分钟搅拌25分钟，二次煅烧230分钟，二次煅烧，温度为740~760℃，进一步增加原料空隙度，提高耐热温度，同时海泡石吸水后体积变大，提高湿压强度，浇铸后，高温使含水量减少，体积减小，减少型砂和铸件的粘结力，保持表面光滑，减少瑕疵，冷却至150~170℃，加入硼酸锌和硅酸钠，于130转/分钟保温搅拌20分钟，提高型砂的耐热温度，减少铸造时的高温破坏，同时能够增加型砂的溃散性和流动性，使铸件尺寸精确，得二次煅烧料；
（4）将豆粕粉碎至160目，变废为宝，增加豆粕新的应用方法，同时豆粕中含有的豆油能够降低型砂于铸件的粘结性，使铸件表面光滑，降低残次率，节约铸造成本，加入水中，混合均匀后加入二次煅烧料，搅拌均匀，使含水量为4~5%，得耐高温型砂；
（5）包装，检验，得耐高温型砂成品。
结果：湿压强度：0.118Mpa，透气性：125Pa，热湿拉强度：3.4kPa，破碎指数：78%，抗弯强度：0.26MPa，铸件瑕疵率：3.8%，耐受温度：2150℃。
对比例1
硅砂改为旧砂，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.112Mpa，透气性：104Pa，热湿拉强度：2.7kPa，破碎指数：70%，抗弯强度：0.23MPa，铸件瑕疵率：18.6%，耐受温度：1320℃。
对比例2
去除高岭土，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.114Mpa，透气性：113Pa，热湿拉强度：2.8kPa，破碎指数：71%，抗弯强度：0.24MPa，铸件瑕疵率：16.4%，耐受温度：1480℃。
对比例3
去除滑石粉，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.116Mpa，透气性：111Pa，热湿拉强度：2.6kPa，破碎指数：70%，抗弯强度：0.24MPa，铸件瑕疵率：16.9%，耐受温度：1420℃。
对比例4
去除钛白粉，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.113Mpa，透气性：114Pa，热湿拉强度：2.8kPa，破碎指数：72%，抗弯强度：0.22MPa，铸件瑕疵率：17.2%，耐受温度：1370℃。
对比例5
去除豆粕，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.117Mpa，透气性：115Pa，热湿拉强度：3.3kPa，破碎指数：68%，抗弯强度：0.24MPa，铸件瑕疵率：15.8%，耐受温度：1680℃。
对比例5
去除海泡石，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.112Mpa，透气性：104Pa，热湿拉强度：2.6kPa，破碎指数：69%，抗弯强度：0.23MPa，铸件瑕疵率：18.7%，耐受温度：1540℃。
对比例5
去除硼酸锌，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.113Mpa，透气性：113Pa，热湿拉强度：2.9kPa，破碎指数：70%，抗弯强度：0.24MPa，铸件瑕疵率：18.3%，耐受温度：1510℃。
对比例5
去除硅酸钠，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.112Mpa，透气性：114Pa，热湿拉强度：3.1kPa，破碎指数：71%，抗弯强度：0.23MPa，铸件瑕疵率：17.4%，耐受温度：1560℃。
对比例6
去除步骤（1）中的过筛，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.112Mpa，透气性：106Pa，热湿拉强度：2.9kPa，破碎指数：69%，抗弯强度：0.21MPa，铸件瑕疵率：17.8%，耐受温度：1690℃。
对比例7
去除步骤（2）中的一次煅烧，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.111Mpa，透气性：112Pa，热湿拉强度：2.8kPa，破碎指数：72%，抗弯强度：0.22MPa，铸件瑕疵率：17.3%，耐受温度：1550℃。
对比例8
步骤（3）中的，40~45%过150目筛改为80%过150目筛，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.114Mpa，透气性：110Pa，热湿拉强度：3.3kPa，破碎指数：73%，抗弯强度：0.21MPa，铸件瑕疵率：18.2%，耐受温度：1510℃。
对比例9
去除步骤（3）中的二次煅烧，其余制备方法，同实施例1。
结果：湿压强度：0.114Mpa，透气性：109Pa，热湿拉强度：2.7kPa，破碎指数：72%，抗弯强度：0.23MPa，铸件瑕疵率：18.9%，耐受温度：1530℃。
对比例10
现有专利文件CN 105057565 A公开的一种优质型砂及其制备方法。
结果：湿压强度：0.114Mpa，透气性：104Pa，热湿拉强度：452kPa，破碎指数：83%，抗弯强度：0.24MPa，铸件瑕疵率：19.7%，耐受温度：1720℃。
Claims (6)
1.一种耐高温型砂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硅砂120~130、膨润土7~9、高岭土4~6、滑石粉2.1~2.3、钛白粉1.4~1.6、豆粕5~7、海泡石3~5、硼酸锌0.7~0.9、硅酸钠0.5~0.7。
2.根据权利要求1所述耐高温型砂，其特征在于，所述的豆粕，脂肪含量为7~9%。
3.一种根据权利要求1所述耐高温型砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硅砂进行过筛，粒径为100%过50目筛，90~92%过100目筛，20~25%过200目筛，得过筛硅砂；
（2）将膨润土、高岭土、滑石粉和钛白粉加入初混砂，于110~120转/分钟搅拌15~20分钟，一次煅烧60~70分钟，冷却至140~150℃，得一次煅烧料；
（3）将海泡石粉碎后加入一次煅烧料中，于170~180转/分钟搅拌20~25分钟，二次煅烧210~230分钟，冷却至150~170℃，加入硼酸锌和硅酸钠，于120~130转/分钟保温搅拌15~20分钟，得二次煅烧料；
（4）将豆粕粉碎至140~160目，加入水中，混合均匀后加入二次煅烧料，搅拌均匀，使含水量为4~5%，得耐高温型砂；
（5）包装，检验，得耐高温型砂成品。
4.根据权利要求3所述耐高温型砂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的一次煅烧，温度为420~440℃。
5.根据权利要求3所述耐高温型砂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的粉碎，粒径为100%过60目筛，88~90%过100目筛，40~45%过150目筛。
6.根据权利要求3所述耐高温型砂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的二次煅烧，温度为740~760℃。
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| CN109128006A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-04 | 含山县兴达球墨铸铁厂 | 一种球墨铸铁用快速定型型砂配方 |
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|---|---|
| CN107414014B (zh) | 2019-12-06 |
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