CN109454199A - 一种铸造用改性石英砂 - Google Patents

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    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
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Abstract

本发明提供了一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在70‑80℃下，边研磨边加入改性剂制得；所述石英砂与所述改性剂的质量比为65‑70:1；所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:10‑30。本发明的石英砂在研磨同时进行改性处理，使得石英砂改性处理的效率与研磨效率同步，而且后续在分级机中一次完成固化和分级筛选，从而大大简化了整个工序，缩短了生产周期，显著提高了产量，能够更好地满足大批量生产的需求；由于石英砂粉体是在球磨机中不断地旋转和振动，极大地改善了石英砂粉体改性处理过程中的流动性，这既有助于提高研磨效率，又能够有效避免石英砂粉体发生团聚的现象，确保了改性石英砂粉体的品质。

Description

一种铸造用改性石英砂
技术领域
本发明涉及矿业加工领域，具体涉及一种铸造用改性石英砂。
背景技术
铸铁件采用粘土砂湿型铸造占有主导地位，并能在高生产率条件下生产出近终形铸件，型砂质量直接影响着铸件质量，复杂的砂处理系统影响着型砂性能，生产不同铸件型砂性能处于波动状态。造型及制芯成本占铸件成本的一半，铸件废品中有60％是由造型及制芯因素引起的，铸件焊补缺陷70％与造型、制芯材料有关，清铲工作80％的工作量涉及造型材料。
国外非常重视树脂砂生产用的铸造原砂，对胺法冷芯盒工艺用砂的选择更为严格，因为它对提高铸件质量、降低废品率、减少树脂粘结剂的用量、提高芯砂的可使用时间并保持较好的流动性、降低铸件的综合成本等都有很大的作用。冷芯盒工艺要求原砂粒形好、粒度分布好，耗酸值、含泥量、含水量低。
天然石英砂是一种作为铸造和压裂支撑剂广泛应用的矿产品材料，因其含有一定量比的二氧化硅和三氧化二铝，在自然界中长期受到地层和自然环境的影响和作用形成了具有一定晶相微观结构的矿物质，其主要晶相微观结构是石英相(包括低石英相、高温石英相等多种结构)，这些晶相微观结构使得石英砂具有较稳定的化学特性和物理特性，如较好的抗酸碱性、较好的硬度和抗压强度、较高的抗高温初始熔化温度和抗烧结性(耐火度)等。更由于天然石英砂开采成本相对较低廉，具有很好的经济性，长期以来是铸造和油气田开采的主要材料之一。
但是作为铸造应用石英砂仍然存在一定的局限性，当石英砂用于铸钢时因其浇注温度高达1450℃以上，铸铁浇注温度尽管相对低些(在1350～1420℃)，但是常常会在砂芯与金属间的质量比很小时，形成的型芯浇注模中有的砂芯处于铸件烧结高温历经的时间很长而出现砂芯与铸件的化学反应产生烧结粘砂等质量问题，为此，工程师们一直在寻找解决方案。现有的解决方案是使用硅含量更高的高硅石英砂(硅含量大于98％以上)，高硅砂具有比常规石英砂(硅含量在85-95％)具有更高的初熔温度和耐火度；或是用人造陶瓷砂替代石英砂，这类型的人造陶瓷砂因为具有更高初熔温度和耐火度的微晶相结构，可以使得浇注时砂芯的烧结粘砂现象大大减少，但是人造陶瓷砂(如宝珠砂、陶粒砂等)的生产工艺较复杂且成本较高，需要寻找一种性价比更高，经济性更好的产品。
发明内容
针对上述现有技术问题，本发明提供了一种铸造用改性石英砂。
本发明采用以下的技术方案：
一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在70-80℃下，边研磨边加入改性剂制得；
所述石英砂与所述改性剂的质量比为65-70:1；
所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:10-30。
优选地，所述石英砂的颗粒的粒径为50-200目。
优选地，所述石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4。
优选地，所述石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
优选地，所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺D230中一种或两种以上任意配比的混合物。
优选地，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)中一种或两种以上任意配比的混合物。
本发明具有的有益效果是：
本发明的石英砂在研磨同时进行改性处理，使得石英砂改性处理的效率与研磨效率同步，而且后续在分级机中一次完成固化和分级筛选，从而大大简化了整个工序，缩短了生产周期，显著提高了产量，能够更好地满足大批量生产的需求；
由于石英砂粉体是在球磨机中不断地旋转和振动，极大地改善了石英砂粉体改性处理过程中的流动性，这既有助于提高研磨效率，又能够有效避免石英砂粉体发生团聚的现象，确保了改性石英砂粉体的品质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的说明：
实施例1
一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在70℃下，边研磨边加入改性剂制得；所述石英砂与所述改性剂的质量比为65:1；所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:10。
所述固化剂为二乙烯三胺；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
其中，所述石英砂的颗粒的粒径为200目；石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4；石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
实施例2
一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在80℃下，边研磨边加入改性剂制得；所述石英砂与所述改性剂的质量比为70:1；所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:30。
所述固化剂为三乙烯四胺；所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)。
其中，所述石英砂的颗粒的粒径为50目；石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4；石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
实施例3
一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在75℃下，边研磨边加入改性剂制得；所述石英砂与所述改性剂的质量比为67:1；所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:20。
所述固化剂为聚醚胺D230；所述偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)。
其中，所述石英砂的颗粒的粒径为100目；石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4；石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
实施例4
一种铸造用改性石英砂，由石英砂投入球磨机中，在75℃下，边研磨边加入改性剂制得；所述石英砂与所述改性剂的质量比为68:1；所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:15。
所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和聚醚胺D230经1:1:1配比的混合物；所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)经1:2配比的混合物。
其中，所述石英砂的颗粒的粒径为50-200目；石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4；石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铸造用改性石英砂，其特征在于，改性石英砂由石英砂投入球磨机中，在70-80℃下，边研磨边加入改性剂制得；
所述石英砂与所述改性剂的质量比为65-70:1；
所述改性剂包括偶联剂和固化剂，所述偶联剂和固化剂的质量比为1:10-30。
2.根据权利要求1所述的一种铸造用改性石英砂，其特征在于，所述石英砂的颗粒的粒径为50-200目。
3.根据权利要求2所述的一种铸造用改性石英砂，其特征在于，所述石英砂中硅含量大于85％，角形系数小于1.4。
4.根据权利要求2或3所述的一种铸造用改性石英砂，其特征在于，所述石英砂为已清除石英砂表面吸附的粒径小于2微米的微粉，石英砂的含泥量小于0.1％。
5.根据权利要求1所述的一种铸造用改性石英砂，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺D230中一种或两种以上任意配比的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种铸造用改性石英砂，其特征在于，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中一种或两种以上任意配比的混合物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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