CN110125322A

CN110125322A - 一种用于铸造的防脉纹添加剂

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Publication number: CN110125322A
Application number: CN201910522961.1A
Authority: CN
Inventors: 李云峰; 于志丹
Original assignee: Dalian Anlongxin Machinery Co Ltd
Current assignee: Dalian Anlongxin Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2019-08-16

Abstract

一种用于铸造的防脉纹添加剂，属于模具制造领域。该添加剂由以下重量比成分组成：70‑100％的多聚糖及其衍生物，0‑20％的硅酸盐，0‑20％的金属氧化物，0‑10％的聚乙烯醇及其衍生物，0‑10％的石墨，0‑5％的表面活性剂和0‑5％的辅助剂。本发明涉及的防脉纹剂制作过程简单，原料廉价易得，相对于现有防脉纹剂经济性良好，有一定的经济方面优势；添加少量本发明得到的添加剂即可获得良好的效果，因而对砂型的强度影响低；另外本添加剂的粉尘飞扬倾向最低，粉尘污染低。

Description

一种用于铸造的防脉纹添加剂

技术领域

本发明涉及一种用于铸造的防脉纹添加剂，属于模具制造领域。

背景技术

脉纹指在铸件内腔表面有时出现条状或网状突起的、形状及走向不规则、两侧粗糙的楔形金属薄片，通常发生在铸件的沟槽处、内圆角处或砂芯多方向受热的热节出和细薄处。轻微者厚度仅约0.5-1mm、高度不超过3mm，严重者可将通道截断。如果形成的缺陷位于铸件的外露表面，极难清理去除，往往成为铸件致废的头等大问题。几十年来这种缺陷一直困扰着国内外汽车、内燃机及液压件等行业的铸造工作者。

目前市场上的防脉纹添加剂主要有两种，一种是以无机物为主要成分，另一种是以无机物和有机物共混而成的混合物。

以无机物为主要成分的防脉纹添加剂，主要是一些经特殊处理的硅酸盐、或金属氧化物等多元化合物，这种防脉纹添加剂要想达到防脉纹效果，其添加量一般要达到原砂重量的5-10％，如此大的添加量，将会导致树脂粘附模具，脱模剂增加，使砂芯强度降低，升高砂芯吸湿性，成本增加等一系列缺点，并且防脉纹效果也不理想。

以无机物和有机物共混而成的防脉纹添加剂目前无法获知主要成分，这种产品的堆积密度一般大于1.00g/cm³，从应用的反馈看，其添加量为原砂重量的0.5-2％，防脉纹效果优于以无机物为主要成分的防脉纹添加剂，但防脉纹效果仍然不理想，并且单位成本依然很高。

发明内容

针对上述不足本发明提供一种用于铸件铸造的防脉纹添加剂，该添加剂的添加量少，减少脉纹的形成的效果良好。

本发明涉及的防脉纹剂由以下重量比成分组成：70-100％的多聚糖及其衍生物，0-20％的无机硅酸盐，0-20％金属氧化物，0-10％的聚乙烯醇及其衍生物，0-10％的石墨，0-5％的表面活性剂和0-5％的辅助剂。辅助剂可以针对实际使用需求，增加一种或多种功能成分，辅助防脉纹添加剂达到最佳综合性能，如在防脉纹添加剂中添加微硅粉可以帮助改善铸件表面质量，使铸件表面更加光滑，这个辅助剂可以根据不同使用者的具体情况和习惯确定种类和添加数量。

本发明制作的防脉纹剂的添加量为砂重量的0.1％-1％。

进一步的，多聚糖及其衍生物为菊粉、淀粉、变性淀粉、纤维素中的一种或多种。

进一步的，无机硅酸盐为硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝中的一种或多种，也可以是自然界中含有该成份的矿石，如滑石，硅灰石，锂辉石，长石，莫来石，珍珠岩的一种或多种。

进一步的，金属氧化物为氧化铁、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铝中的一种或多种。

进一步的，聚乙烯醇及其衍生物为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇酞酸脂的一种或多种。

进一步的，石墨可以是天然石墨，也可以是人造石墨，无形态和粒度的要求。

进一步的，表面活性剂为酯类表面活性剂、酸类表面活性剂、醇类表面活性剂、胺类表面活性剂、醚类表面活性剂、季铵盐类表面活性剂、硅烷类表面活性剂、钛酸脂类表面活性剂、铝酸酯类表面活性剂、锆酸脂类表面活性剂中的一种或多种。

本产品可以使用任何类型的粉末混合设备，如市场上常用的螺旋混合机，无重力混合机，犁刀混合机，螺带混合机，桨叶混合机等，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

本发明的原理：

本发明的主要成份为多聚糖，这个成份是防止脉纹缺陷产生的主要成份。当砂芯受浇入金属液的热作用，使得表面的硅砂膨胀，尤其是硅砂在573℃时，石英β-α相变引起急剧膨胀，由于砂芯表面与内层的膨胀时间、粘结桥强度及形状的变化先后不同而引起表面开裂，被金属液钻入形成脉纹；多聚糖在金属液的高温下燃烧分解，将位置空出来，抵消了铸造砂的膨胀，从而降低了产生脉纹的几率；本发明涉及的多聚糖主要为菊粉、淀粉、纤维素中的一种或多种，具体选用哪种物质，需要根据实际的铸造工艺和温度来确定，当浇注金属液温度低时，可以选用分子量低的物质，当浇注金属液温度高时，可以选用分子量高的物质，也可选用几种多聚糖混合使用。

无机硅酸盐为本发明的第二种主要成份，这个成份的主要作用是辅助多聚糖防止脉纹缺陷的产生；其在高温条件下能和二氧化硅发生物理化学反应，形成低熔点的多元玻璃态物质，增加砂型的热强度和热塑性，降低砂芯的热开裂趋势；同时，还可以降低砂芯的发气量。

金属氧化物为本发明的第三种主要成份，这个成份的主要作用是辅助多聚糖防止脉纹缺陷的产生；其在高温条件下能和二氧化硅发生物理化学反应，形成低熔点的多元玻璃态物质，增加砂型的热强度和热塑性，降低砂芯的热开裂趋势；同时，还可以降低砂芯的发气量，并具有防止铸件表面产生锈斑的作用。

聚乙烯醇及其衍生物为本发明的第四种主要成份，它的作用是增加砂型的热强度和热塑性，同时改善浇注后砂芯的溃散性能。

石墨为本发明的第五种主要成份，它的作用是改善铸件表面质量，使铸件表面更加光滑，减少铸件气孔，同时也帮助改善浇注后砂芯的溃散性能。

表面活性剂为本发明的第六种主要成份，因本发明所涉及的产品为粉末状，通常粉末状物质会降低树脂砂的强度，从而增加砂芯的破损率；使用表面活性剂对粉末材料进行表面处理，改善粉末材料与树脂的相容性，从而缓解砂芯强度降低的趋势；同时，表面活性剂也有效地改善了粉末物质飞扬的倾向，降低产品的粉尘污染。

除了上述六种主要成份外，本发明中也可以增加一种或多种具有辅助功能的成份，辅助防脉纹添加剂达到最佳综合性能，如在本发明中增加微硅粉成份，可以帮助改善铸件表面质量，使铸件表面更加光滑，这个辅助剂可以根据不同使用者的具体情况和习惯确定种类和添加数量。

本发明所涉及产品加入铸造砂中，当添加量为铸造砂重量的0.1-1.0％时，可以消除铸件表面50％-95％的脉纹缺陷。

有益效果：

(1)添加较少量的本发明制作的防脉纹剂就可达到较好的防脉纹效果；

(2)防脉纹剂制作过程简单，原料廉价易得，相对于现有防脉纹剂经济性良好，有一定的经济方面优势；

(3)添加量非常少，从而对砂型的强度影响最低；

(4)与其他粉状添加剂相比，本产品的粉尘飞扬倾向最低，粉尘污染最低。

附图说明

图1为对照例产品图。

图2为实施例12的产品图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

称取淀粉75份，氧化铁10份，聚乙烯醇10份，石墨2份，十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐3份。使用桨叶混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例2

称取80份菊粉，20份纤维素。使用桨叶混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例3

称取70份淀粉，10菊粉，20份氧化铁使用桨叶混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例4

称取75份纤维素，15份氧化铁，10份聚乙烯醇缩甲醛使用无重力混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例5

称取90份淀粉，5份氧化铁，4石墨，1份脂肪醇聚氧乙烯醚使用螺带混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例6

称取85份预糊化淀粉，10份氧化铁，3份聚乙烯醇缩甲醛，2份石墨使用犁刀混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例7

称取80份菊粉，6份滑石，6份氧化铁，5份聚乙烯醇，3份烷基酚聚氧乙烯聚氧丙稀醚使用螺旋混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例8

称取78份菊粉，10份氧化铁，10份硅酸铝，2份聚乙烯醇缩甲醛使用无重力混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例9

称取88份纤维素，5氧化铁，3锂辉石，2份聚乙烯醇，2份石墨使用无重力混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例10

称取88份菊粉，8份氧化铁，2份聚乙烯醇，1份脂肪醇聚氧乙烯醚，1份十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐使用桨叶混合机混合，不限定各种成分的加入顺序，也不限定各种原料的加入温度和排料温度，在混合达到同质后即可放料包装。

实施例11

称取95份淀粉，3份十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，2份3-氨丙基三乙氧基硅烷，使用螺旋混合机混合后放料包装。

实施例12

100份原砂，0.8份冷芯盒酚醛树脂，0.8份冷芯盒聚异氰酸酯，0.4份实施例1中的产品；将原砂和实施例1放入混砂机中混合30秒钟后，加入冷芯盒酚醛树脂混合30秒钟，再加入冷芯盒聚异氰酸酯混合60秒钟，然后将混好的砂射入芯盒，再吹入三乙胺气，砂芯瞬间固化，用干燥的空气对砂芯进行清洗，清除残留的三乙胺气；将砂芯放入砂箱，浇注后冷却，观察铸件脉纹情况，这里不限制铁水温度和种类。

对照例

称取100份原砂，0.8份冷芯盒酚醛树脂，0.8份冷芯盒聚异氰酸酯，重复实施例12相同工艺，观察铸件脉纹情况。

对照例和实施例12的产品图如图1和图2所示，加了防脉纹剂的产品去脉纹效果明显。

上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims

1.一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，该添加剂由以下重量比成分组成：70-100％的多聚糖及其衍生物，0-20％的无机硅酸盐，0-20％金属氧化物，0-10％的聚乙烯醇及其衍生物，0-10％的石墨，0-5％的表面活性剂和0-5％的辅助剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，多聚糖及其衍生物为菊粉、淀粉、变性淀粉、纤维素中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，无机硅酸盐为硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，无机硅酸盐为滑石，硅灰石，锂辉石，长石，莫来石，珍珠岩的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，金属氧化物为氧化铁、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铝中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，聚乙烯醇及其衍生物为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇酞酸脂的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，表面活性剂为酯类表面活性剂、酸类表面活性剂、醇类表面活性剂、胺类表面活性剂、醚类表面活性剂、季铵盐类表面活性剂、硅烷类表面活性剂、钛酸脂类表面活性剂、铝酸酯类表面活性剂、锆酸脂类表面活性剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种用于铸造的防脉纹添加剂，其特征在于，辅助剂为微硅粉。