CN1305600C - 水玻璃与树脂混合co2硬化法 - Google Patents

水玻璃与树脂混合co2硬化法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水玻璃与树脂混合CO2硬化法，主要用于用于铸件的砂型铸型，属铸造砂型制造领域。新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，背砂：旧砂100份 水玻璃2～5份；或面砂：新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，背砂：新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。优点：把CO2硬化水玻璃和CO2硬化粉醛树脂联合起来使用，在浇注前这两者共同起到粘结作用，使铸型得到高的强度，而在浇注后，树脂粘结剂在高温下被焦化，破坏粘结剂间的连结，从而根本解决溃散性问题。

Description

水玻璃与树脂混合CO2硬化法
技术领域：
本发明涉及一种水玻璃与树脂混合CO2硬化法，主要用于用于铸件的砂型铸型，属铸造砂型制造领域。
背景技术：
水玻璃砂：水玻璃是在铸造生产中应用比较广的无机粘结剂，它的硬化方法有多种，但应用最广泛的是CO2硬化法。CO2水玻璃砂有许多优点：一是硬化快，易控制，生产效率高；二是铸型强度高，铸件质量好；三是高温退让性好，铸件不易产生热裂缺陷；四是价格便宜，生产成本低(每吨2000多元)。但它存在无法克服的缺点：一是铸型残留强度高、溃散性差，铸件清理困难；二是铸型易吸潮，保存性不好；为改善溃散性，减少水玻璃加入量时，硬化反应后，铸型粉化，表面强度低，不能满足使用要求。但它的根本缺点是浇注后铸型残留强度高，溃散性差。由于水玻璃粘结剂用于铸造生产具有许多优点，铸造工作者在大力研究水玻璃砂，如研究改性水玻璃砂，在水玻璃中加入有机物等，力图保持其优点，克服其缺点，但到目前为止还没有突破性进展。
合成树脂砂：合成树脂砂作为铸造粘结剂在国外得到了广泛的应用。现在树脂砂种类繁多，硬化方式也多种多样。CO2硬化碱性酚醛树脂是一种新型的粘结剂，它硬化速度快，生产效率高，铸型强度高，残留强度低，溃散性好，但它价格昂贵(每吨12000元以上)，生产成本太高，目前它主要使用在对出砂性要求非常高的型芯上，而对于一般或要求出砂性不是特别高的型芯上，由于受价格因素的制约均不使用。因此，合成树脂砂作为铸造粘结剂至今无法广泛推广应用。
发明内容：
设计目的：避免背景技术中的不足之处，通过将水玻璃和合成树脂两种粘结剂的组合，找出一种各方面都能满足铸造生产要求的理想的粘结剂，以达到生产效率高、铸型强度高、溃散性好、生产成本低的目的。
设计方案：对于CO2硬化水玻璃砂出砂性困难问题，人们也试图减少水玻璃量来改善出砂性，当水玻璃加入量少时，不但溃散性达不到人们所期望的程度，却大大降低铸型表面强度，不能满足使用。人们也试图在水玻璃中加入有机物来改善它的溃散性，但当有机物加入少时，效果并不大，加入多时又会影响强度。实验中，我们将同属碱性的水玻璃和酚醛树脂一起与砂子混合后，形成复合粘结剂，使用CO2气体硬化，使生成的硅胶膜与树脂相互附着、相互粘结，共同起到粘结作用，而在浇注后，树脂粘结剂被焦化，破坏了粘结剂之间的连接，用它们各自的优点，弥补对方的不足，从根本上解决强度与溃散性之间的矛盾。大量的试验证明：采用本申请，铸型强度特别是表面强度大大提高，而铸型溃散性(铸型的加热温度一般在300℃-700℃之间)得到了根本的解决，如附图1所示。
技术方案1：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)面砂：新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，背砂：旧砂100份 水玻璃2～5份；或面砂：新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，背砂：新砂100份、水玻璃1～4份、树脂1～4份，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。
技术方案2：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)面砂：新砂30～50份、旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份、水适量，背砂：旧砂100份、水玻璃2～5份；或面砂：新砂30～50份、旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份水适量，背砂：新砂30～50份、旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份、水适量，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。
本发明与背景技术相比，一是把CO2硬化水玻璃和CO2硬化酚醛树脂联合起来使用，在浇注前这两者共同起到粘结作用，使铸型得到高的强度，而在浇注后，树脂粘结剂在高温下被焦化，破坏粘结剂间的连结，从而根本解决溃散性问题；二是本申请在使用树脂的同时，又大大降低了水玻璃的加入量，使铸型总合成价不仅大大低于合成树脂砂，而且出乎意料地大大低于水玻璃砂，取得了意想不到的技术效果和商业效果。
附图说明：
图1是本发明与背景技术残留强度对比曲线示意图。
具体实施方式：
实施例1：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃2份 树脂2份，背砂：旧砂100份 水玻璃3.5份。
实施例2：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃2份 树脂2份，背砂：新砂100份 水玻璃2份 树脂2份。
实施例3：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃1份 树脂4份，背砂：旧砂100份 水玻璃2份。
实施例4：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃1份 树脂4份，背砂：新砂100份 水玻璃1份 树脂4份。
实施例5：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃4份 树脂1份，背砂：旧砂100份 水玻璃5份。
实施例6：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃4份 树脂1份，背砂：新砂100份 水玻璃4份 树脂1份。
实施例7：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃3份 树脂3份，背砂：旧砂100份 水玻璃4份。
实施例8：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100份 水玻璃3份 树脂3份，背砂：新砂100份 水玻璃3份 树脂3份。
上述实施例1～8中，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体即可使铸型硬化，实施例1～8中各组份还可细分或相互重新交叉组合，其效果均可实现本申请的设计目的。
实施例9：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂40份、旧砂60份、水玻璃3份、树脂2份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃3份。
实施例10：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂40份、旧砂60份、水玻璃3份、树脂2份、水适量；背砂：新砂40份、旧砂60份、水玻璃3份、树脂2份、水适量。
实施例11：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃2份。
实施例12：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量。
实施例13：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂30份、旧砂70份、水玻璃5份、树脂5份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃4份。
实施例14：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂30份、旧砂70份、水玻璃5份、树脂5份、水适量；背砂：新砂30份、旧砂70份、水玻璃5份、树脂5份、水适量。
实施例15：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃5份。
实施例16：水玻璃与树脂混合CO2硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量。
上述实施例9～16中，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体即可使铸型硬化，实施例9～16中各组份还可细分或相互重新交叉组合，其效果均可实现本申请的设计目的。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明只是说明性的，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是重量份数：①面砂：在100份新砂中加入水玻璃1～4份、树脂1～4份，②背砂：在100份旧砂中加入水玻璃2～5份；或①面砂：在100份新砂中加入水玻璃1～4份、树脂1～4份，②背砂：在100份新砂中加入水玻璃1～4份、树脂1～4份，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。
2、根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂100份  水玻璃2份  树脂2份，背砂：100份旧砂  水玻璃3.5份。
3、根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂100份  水玻璃1份  树脂4份，背砂：旧砂100份  水玻璃2份。
4、根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂100份  水玻璃4份  树脂1份，背砂：旧砂100份  水玻璃5份。
5、根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂100份  水玻璃3份  树脂3份，背砂：旧砂100份  水玻璃4份。
6、一种水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是重量份数：①面砂：在新砂30～50份中加入旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份、水适量，②背砂：在旧砂100份中加入水玻璃2～5份；或①面砂：在新砂30～50份中加入旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份水适量，②背砂：在新砂30～50份中加入旧砂50～70份、水玻璃2～5份、树脂1～3份、水适量，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。
7、根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂40份、旧砂60份、水玻璃3份、树脂2份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃3份。
8、根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃2份。
9、根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂30份、旧砂70份、水玻璃5份、树脂5份、水适量；背砂：旧砂100份、水玻璃4份。
10、根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO2硬化法，其特征是：面砂：新砂50份、旧砂50份、水玻璃2份、树脂3份、水适量；背砂：旧砂100份。
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