CN112355232A - 一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种铸造用无机粘结剂，即应用于热芯工艺的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用。一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、2～10wt％氧化锌；制备方法是将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，加入蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后加入磷酸，再加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，即制得无机粘结剂，在应用到砂型铸造时候，将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，电熔镁砂粉与氧化锌的含量为12～20wt％，其中无机铸造粘结剂的加入量为2％。本发明的无机铸造粘结剂用于生产的铸件，铸件表面自硬砂型轻度高，发气量低、溃散性好。
Description
技术领域
本发明涉及到一种铸造用无机粘结剂，即应用于热芯工艺的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用。
背景技术
磷酸盐无机铸造粘结剂，具有发气量低、溃散性好和无毒无味的环保等特点，是一种很有应用前景的新型粘结材料。磷酸盐为粘结剂的型砂，所用的原材料和硬化的产物，均不含有毒物质，不会构成环境污染，砂型具有良好的力学性能和热稳定性，浇注后具有良好的溃散性，其材料来源于广泛的工业原料和废料，售价低方便购买，因此铸造磷酸粘结剂具有广泛的发展前景。
我国对磷酸盐粘结剂的开发研制比较晚，近三十年来，磷酸盐粘结剂在中国得到很好的利用，粘结剂和不同的固化剂可以改变型砂的使用时间、抗吸湿性能等，使型砂在常温固化，无需加热自硬成型，既节省能源，又操作方便，可满足大、中、小铸件铸造要求，应用范围广泛，但因为稳定性差，造型制芯过程中容易吸湿，导致其强度在使用过程中下降很快，从而影响使用。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用。本发明通过加入柠檬酸、草酸对粘结剂的改性，提高了型砂的抗吸湿性与强度，硅烷也进一步对型砂强度有所提高，且加入的电熔镁砂粉与氧化锌的固化效果较好，最后制备的粘结剂与型砂混合，对比可知当粘结剂加入量为40wt％时最优，所得到的铸件表面较为光洁、磷酸盐型砂型强度高，发气量低、溃散性好。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、2～10wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
进一步地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
进一步地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
进一步地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
进一步地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
进一步地，所述电熔镁砂粉与氧化锌为固化剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明无机铸造粘结剂的合成原理时基于磷酸与碱性金属氧化物或氢氧化物的化学反应，得到均匀稳定、粘结能力较为出色的分散体系；
本发明无机铸造粘结剂作为造型、制芯用粘结剂其只要原因是因为，在某些条件下，磷酸盐分子自身发生缩合反应，使得磷酸盐分子与分子相连，形成大分子结构包裹在砂粒表面使型砂具有一定的强度；碱性金属氧化物与磷酸粘结剂发生固化反应形成粘结产物，使型砂具有一定的强度；使用本发明的无机铸造粘结剂生产的铸件，表面自硬砂型轻度高，发气量低、溃散性好。
附图说明
图1为本发明中在不同加料顺序下，型砂强度对比示意图；
图2为本发明中固化剂加入量不同，型砂脱模时间的变化示意图；
图3为本发明固化剂加入量不同，型砂可使用时间的变化示意图；
图4为本发明在不同固化时间，型砂的强度随着固化剂的加入量的变化示意图。
具体实施方式
为了实现一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，本发明提供一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。
实施例1
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得硅烷改性磷酸盐粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注；
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例2
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例3
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例4
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例5
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例6
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、8wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将磷酸加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入氢氧化铝与水，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例7
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、2wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例8
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、4wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例9
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、6wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
实施例10
本实施例为一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂及其应用，包括以下内容：
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、10wt％氧化锌。
一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，按用量将氢氧化铝倒入三口烧瓶并加入适量蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后缓慢加入磷酸，此时磷酸与氢氧化铝发生放热反应，反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
优选地，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
优选地，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
优选地，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
优选地，草酸在湿度为30～50时候，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
对于实施例3与实施例6中由于无机铸造粘结剂在制备上的加料顺序不同，可以从图1中看出实施例2所制得磷酸二氢铝的稳定性较好，其在制备的过程中溶液能够在较短的时间内逐渐变为透明液体，而实施例6中产生少量的白色絮状沉淀，且较难溶解，所以最佳的加料顺序为实施例2的加料顺序。
图2可以看出，对于实施例2、实施例7～10,随着固化剂加入量的增加，型砂脱模时间随着固化剂加入量的增加而缩短；加入量从12％增加到20％，脱模时间由56min缩短到10min。可见，固化剂越多，硬化反应速度越快，导致脱模时间越短；图3可以看出，随着固化剂加入量的增加，可使用时间减少；固化剂加入到20％左右时候，型砂的可使用时间接近10min；随着固化剂的加入量的增加，导致硬化反应速度加快，从而使得自用纱的使用时间缩短，但不能通过加入少量的固化剂的办法来获得较长可使用时间，因为这样导致无机铸造粘结剂与固化剂之间的固化反应不充分，导致型砂达不到应有的强度。
从图4可以看出，对于实施例2、实施例7～10，型砂的强度随着固化剂的加入量增加而增加，当固化剂加入量为18％时，试样的平均强度值最大，最大值为1.24MPa，而随着固化剂的量继续增加，型砂的强度开始下降；型砂的硬化过程需要时间，只有当固化剂与与粘结剂充分反应后，型砂的强度才会达到最大值，固化剂用量不足时，无法与粘结剂充分反应，导致型砂强度不高，固化反应速度过快，可使用时间减少，并产生局部硬化现象，导致砂型强度不高。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本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实质和范围。
Claims (7)
1.一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂，其特征在于，包括10～20wt％氢氧化铝、50～85wt％磷酸、1～4wt％柠檬酸、3～6wt％草酸、1～6wt％硅烷、10wt％电熔镁砂粉、2～10wt％氧化锌。
2.一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝和水加入到三口烧瓶中，并开动电子炉及搅拌器，首先打开冷凝管，在三口烧瓶并加入蒸馏水，进行加热并开动搅拌器搅拌升温至75℃，然后加入磷酸，此时反应料为乳白色悬浊液，继续反应至透明，再逐步加入柠檬酸，待其反应到透明后，加入草酸使其完全溶解后，最后滴入3～4d硅烷，待硅烷充分反应溶解，溶液变透明后，即制得无机铸造粘结剂；
步骤二、将氧化锌与电熔镁砂粉混合搅拌，混砂时将混合好的氧化锌与电熔镁砂粉与型砂混合，待混合均匀后加入无机铸造粘结剂混合均匀，无机铸造粘结剂的加入量为2％，即1kg型砂分别加入粘结剂20g，混砂时间为2min，待混合均匀后迅速出砂造型；
步骤三、造型30min后脱模，放置24h后进行浇注。
3.根据权利要求2所述的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，所述浇注的材料为35号钢，浇注温度为1560℃。
4.根据权利要求2所述的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，所述电熔镁砂粉中的氧化镁含量为98wt％，氧化锌的纯度为99％。
5.根据权利要求2所述的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，所述型砂为50/100目,主要成分为二氧化硅、氧化铝。
6.根据权利要求2所述的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，所述电熔镁砂粉与氧化锌为固化剂。
7.根据权利要求2所述的一种基于磷酸盐的无机铸造粘结剂的应用，其特征在于，草酸在湿度为30～50时，无机铸造粘结剂的抗湿性较好。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113351824A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-07 | 山东交通学院 | 一种仿生铸造粘结剂及其制备方法 |
| CN116352027A (zh) * | 2021-12-28 | 2023-06-30 | 湖北工业大学 | 一种吹空气固化法制备砂型的方法及模具 |
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2020
- 2020-11-11 CN CN202011251453.3A patent/CN112355232A/zh not_active Withdrawn
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