CN109093059B - 一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将氧化镓、氧化铝、氧化镝、氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入无水乙醇，球磨处理后，出料，进行模压成型，然后烧结处理，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；（2）将硅砂、钛铁矿、锆砂矿石、添加剂加入至球磨机中，并向其中加入乙醇溶液、聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠，开启球磨处理，加入至烘箱中，烘干过70‑80目筛，制得成品。本发明制得的汽车钢圈铸造用不粘硅砂，耐高温性能优异，粒径分布均匀，透气性优异，不易在铸造的过程中，生成硅酸盐，进而不会产生粘砂的现象。

Description

一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法
技术领域
本发明属于汽车钢圈铸造技术领域，具体涉及一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法。
背景技术
汽车钢圈是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心装在轴上的金属部件。汽车钢圈常常采用砂型铸造的方法成型，但是现有技术中，铸件表面上会粘附有一层难以清除的砂粒或低熔点化合物，称为粘砂。粘砂既影响汽车钢圈的外观，又增加汽车钢圈清理和切削加工的工作量，甚至会影响汽车钢圈的寿命。现有技术中，防止粘砂的主要方法是：在型砂中加入煤粉、重油、沥青及采用涂料，浇注后燃烧迅速耗尽铸型内的O2，以减少金属氧化物的形成。但是此种方法效果不明显。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将33-38份氧化镓、44-48份氧化铝、8-14份氧化镝、21-25份氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入75-80份无水乙醇，球磨处理8-10小时后，出料，进行模压成型，然后在1000-1100℃的环境中，烧结处理2-3小时后，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；
（2）按重量份计，将66-75份硅砂、24-28份钛铁矿、18-23份锆砂矿石、5-9份添加剂加入至球磨机中，并向其中加入44-50份乙醇溶液、3-6份聚丙烯酸钠、1-3份木质素磺酸钠，开启球磨处理14-20小时后，加入至烘箱中，烘干过70-80目筛，制得成品。
具体地，上述步骤（2）中，硅砂中二氧化硅质量分数为80-88%。
具体地，上述步骤（2）中，钛铁矿中，一氧化铁质量分数为45-55%，二氧化钛质量分数为40-45%。
具体地，上述步骤（2）中，锆砂矿石中，氧化锆的质量分数为66.8-74.5%。
具体地，上述步骤（2）中，乙醇溶液中，乙醇的质量分数为70-75%。
具体地，上述步骤（2）中，烘箱内的温度为220-250℃，烘干处理的时间为2-3小时。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明制得的汽车钢圈铸造用不粘硅砂，耐高温性能优异，粒径分布均匀，透气性优异，不易在铸造的过程中，生成硅酸盐，进而不会产生粘砂的现象。其中，步骤（1）制得的添加剂，能有效的提升硅砂空间结构的稳定性，极大地提升了硅砂的耐高温性能，并且在铸造的过程中，不易发生粉碎的现象，回收利用率高，同时还能有效的防止氧化铁的形成，提高铁液在硅砂表面的接触角，进而有效的防止了铸件表面粘砂现象的发生。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
实施例1
一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将33份氧化镓、44份氧化铝、8份氧化镝、21份氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入75份无水乙醇，球磨处理8小时后，出料，进行模压成型，然后在1000℃的环境中，烧结处理2小时后，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；
（2）按重量份计，将66份硅砂、24份钛铁矿、18份锆砂矿石、5份添加剂加入至球磨机中，并向其中加入44份乙醇溶液、3份聚丙烯酸钠、1份木质素磺酸钠，开启球磨处理14小时后，加入至烘箱中，烘干过70目筛，制得成品。
具体地，上述步骤（2）中，硅砂中二氧化硅质量分数为80%。
具体地，上述步骤（2）中，钛铁矿中，一氧化铁质量分数为45%，二氧化钛质量分数为40%。
具体地，上述步骤（2）中，锆砂矿石中，氧化锆的质量分数为66.8%。
具体地，上述步骤（2）中，乙醇溶液中，乙醇的质量分数为70%。
具体地，上述步骤（2）中，烘箱内的温度为220℃，烘干处理的时间为2小时。
实施例2
一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将35份氧化镓、46份氧化铝、12份氧化镝、23份氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入78份无水乙醇，球磨处理9小时后，出料，进行模压成型，然后在1150℃的环境中，烧结处理2.5小时后，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；
（2）按重量份计，将70份硅砂、26份钛铁矿、20份锆砂矿石、7份添加剂加入至球磨机中，并向其中加入48份乙醇溶液、5份聚丙烯酸钠、2份木质素磺酸钠，开启球磨处理16小时后，加入至烘箱中，烘干过75目筛，制得成品。
具体地，上述步骤（2）中，硅砂中二氧化硅质量分数为84%。
具体地，上述步骤（2）中，钛铁矿中，一氧化铁质量分数为50%，二氧化钛质量分数为43%。
具体地，上述步骤（2）中，锆砂矿石中，氧化锆的质量分数为70%。
具体地，上述步骤（2）中，乙醇溶液中，乙醇的质量分数为73%。
具体地，上述步骤（2）中，烘箱内的温度为230℃，烘干处理的时间为2.5小时。
实施例3
一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将38份氧化镓、48份氧化铝、14份氧化镝、25份氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入80份无水乙醇，球磨处理10小时后，出料，进行模压成型，然后在1100℃的环境中，烧结处理3小时后，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；
（2）按重量份计，将75份硅砂、28份钛铁矿、23份锆砂矿石、9份添加剂加入至球磨机中，并向其中加入50份乙醇溶液、6份聚丙烯酸钠、3份木质素磺酸钠，开启球磨处理20小时后，加入至烘箱中，烘干过80目筛，制得成品。
具体地，上述步骤（2）中，硅砂中二氧化硅质量分数为88%。
具体地，上述步骤（2）中，钛铁矿中，一氧化铁质量分数为55%，二氧化钛质量分数为45%。
具体地，上述步骤（2）中，锆砂矿石中，氧化锆的质量分数为74.5%。
具体地，上述步骤（2）中，乙醇溶液中，乙醇的质量分数为75%。
具体地，上述步骤（2）中，烘箱内的温度为250℃，烘干处理的时间为3小时。
对比例1
步骤（2）中不添加添加剂，其余操作步骤与实施例1完全相同。
分别用各实施例和对比例的方法制得汽车钢圈铸造用不粘硅砂，然后将其用于铸造汽车钢圈，查看制得汽车钢圈的品质，试验结果如表1所示：
表1 一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的效果测试
项目 成品率，% 粘砂情况 铸件气孔缺陷
实施例1 98 表面无粘砂情况 表面细腻，无气孔
对比例1 91 表面粘砂情况较多 表面气孔较多
实施例2 99 表面无粘砂情况 表面细腻，无气孔
实施例3 99 表面无粘砂情况 表面细腻，无气孔
由表1可知，本实施例制得的汽车钢圈铸造用不粘硅砂，能有效的提升汽车钢圈的铸造效果。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将33-38份氧化镓、44-48份氧化铝、8-14份氧化镝、21-25份氧化镁加入至球磨机中，再向其中加入75-80份无水乙醇，球磨处理8-10小时后，出料，进行模压成型，然后在1000-1100℃的环境中，烧结处理2-3小时后，冷却至室温，然后粉碎后过70目，制得添加剂；
（2）按重量份计，将66-75份硅砂、24-28份钛铁矿、18-23份锆砂矿石、5-9份添加剂加入至球磨机中，并向其中加入44-50份乙醇溶液、3-6份聚丙烯酸钠、1-3份木质素磺酸钠，开启球磨处理14-20小时后，加入至烘箱中，烘干过70-80目筛，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，硅砂中二氧化硅质量分数为80-88%。
3.根据权利要求1所述的一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，钛铁矿中，一氧化铁质量分数为45-55%，二氧化钛质量分数为40-45%。
4.根据权利要求1所述的一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，锆砂矿石中，氧化锆的质量分数为66.8-74.5%。
5.根据权利要求1所述的一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，乙醇溶液中，乙醇的质量分数为70-75%。
6.根据权利要求1所述的一种汽车钢圈铸造用不粘硅砂的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，烘箱内的温度为220-250℃，烘干处理的时间为2-3小时。
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