CN104841854A - 一种低热膨胀性型砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低热膨胀性型砂，由下列重量份的原料制成：霞石14-18、丙烯酸有机膨润土0.5-0.9、坡缕石纤维2-3、纸浆1-2、新硅砂40-45、氧化石蜡0.5-0.8、旧砂25-30、改性煤粉4-5、糠醇树脂3-4、苯磺酸0.7-0.9、碳酸钠0.3-0.5、水4-5；本发明型砂添加了霞石、坡缕石纤维、纸浆，增加了湿强度、可塑性，降低了热膨胀系数，防止高温时开裂，能够形成大型且复杂的形状；本发明的改性煤粉，挥发分多，灰分少，颗粒均匀，流动性好，增加了铸件的光亮性，减少了8-12%的气孔、夹砂缺陷，提高了溃散性。

Description

一种低热膨胀性型砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，尤其涉及一种低热膨胀性型砂及其制备方法。

背景技术

所谓铸造用粘土湿型砂，是指由原砂、粘结剂和附合物按一定比例配合，经过混制，符合造型要求的混合料。由于粘土湿型砂铸造所用材料价廉易得，铸型简单方便，对铸件的单件生产、成批大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产的基本工艺。

型砂要具有以下特性：1、良好的透气性能，高温金属铸铁液浇入铸型后，产生气体必须能从铸型内顺利排出去；2、良好的强度，保证型砂必须具备足够高的强度与退让性；3、具有良好耐火性，能抵抗高温热作用砂型的完整性4、安全可靠、操作简单、施工方便，缩短工期；5、热稳定性、流动性、可塑性、紧实率好。

现有的铸件存在着很多问题，例如胀砂、冲砂、掉砂、外渗物、气孔、针孔、缩孔、缩松、疏松、裂纹、夹砂结疤、粘砂、表面粗糙、皱皮、缩陷等现象，这都与型砂有着很大的关系，需要不断改善型砂的性能，可以从原料和混砂工艺上改进。

另外，铸件用湿型砂中加入煤粉，可以防止铸件表面粘砂缺陷，改善铸件的表面光洁度，并能减少夹砂缺陷，改善型砂的溃散功能，对于湿型球铁件，还能有效的防止产生皮下气孔，可用圆形涡流燃烧器，空气不用预热。煤粉颗粒的大小、形状、流动性、含碳量、挥发分的多少、灰分的含量决定了铸件的性能好坏，可以通过改善煤粉的性能来改善铸件的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低热膨胀性型砂及其制备方法，该型砂湿强度高、可塑性好，热膨胀系数低，防止高温时开裂，能够形成大型且复杂的形状。

本发明的技术方案如下：

一种低热膨胀性型砂，其特征在于由下列重量份的原料制成：霞石14-18、丙烯酸有机膨润土0.5-0.9、坡缕石纤维2-3、纸浆1-2、新硅砂40-45、氧化石蜡0.5-0.8、旧砂25-30、改性煤粉4-5、糠醇树脂3-4、苯磺酸0.7-0.9、碳酸钠0.3-0.5、水4-5；

    所述改性煤粉由下列重量份的原料制成：褐煤粉3-4、山梨醇0.05-0.08、兰炭0.5-0.8、甲醇0.3-0.5、氯酸钾0.1-0.2、碳酸钾0.2-0.3、氯化铁0.01-0.02、石灰0.02-0.03、醋酸钙0.1-0.2、硫化锑0.2-0.3、吐温80 0.04-0.08、水2-2.5；制备方法为：将褐煤粉和兰炭混合，粉碎至粒径小于100μm，得到粉末；将吐温80、山梨醇加入水中，搅拌均匀，再加入氯酸钾、碳酸钾、氯化铁、醋酸钙，搅拌后加入所述粉末，研磨至颗粒粒径小于40μm，喷雾干燥，再边搅拌边喷洒甲醇，研磨10-15分钟，再与其他剩余成分混合均匀，密封，即得。

所述低热膨胀性型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将霞石粉碎，与新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与坡缕石纤维一起加入碾轮式混砂机中，混合15-20分钟，再加入40%的水，混合10-15分钟，得到混合砂；

（2）将丙烯酸有机膨润土与碳酸钠、纸浆、氧化石蜡混合，加入30%的水，加热至60-70℃，搅拌10-15分钟，再送入三辊研磨机，研磨20-30分钟，得到粘合剂；

（3）将第（2）步得到的粘合剂和糠醇树脂加入到第（1）步中的混砂机中，将苯磺酸加入剩余水中，搅拌均匀，得到苯磺酸溶液，不停机条件下以喷洒状均匀加入所述苯磺酸溶液，湿混6-8分钟，即得。

本发明的有益效果

本发明型砂添加了霞石、坡缕石纤维、纸浆，增加了湿强度、可塑性，降低了热膨胀系数，防止高温时开裂，能够形成大型且复杂的形状；本发明的改性煤粉，挥发分多，灰分少，颗粒均匀，流动性好，增加了铸件的光亮性，减少了8-12%的气孔、夹砂缺陷，提高了溃散性。

具体实施方式

一种低热膨胀性型砂，由下列重量份（公斤）的原料制成：霞石16、丙烯酸有机膨润土0.7、坡缕石纤维2.5、纸浆1.5、新硅砂43、氧化石蜡0.6、旧砂27、改性煤粉4.5、糠醇树脂3.5、苯磺酸0.8、碳酸钠0.4、水4.5；

    所述改性煤粉由下列重量份（公斤）的原料制成：褐煤粉3.5、山梨醇0.06、兰炭0.7、甲醇0.4、氯酸钾0.2、碳酸钾0.3、氯化铁0.02、石灰0.03、醋酸钙0.2、硫化锑0.2、吐温80 0.06、水2.3；制备方法为：将褐煤粉和兰炭混合，粉碎至粒径小于100μm，得到粉末；将吐温80、山梨醇加入水中，搅拌均匀，再加入氯酸钾、碳酸钾、氯化铁、醋酸钙，搅拌后加入所述粉末，研磨至颗粒粒径小于40μm，喷雾干燥，再边搅拌边喷洒甲醇，研磨13分钟，再与其他剩余成分混合均匀，密封，即得。

所述低热膨胀性型砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将霞石粉碎，与新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与坡缕石纤维一起加入碾轮式混砂机中，混合18分钟，再加入40%的水，混合13分钟，得到混合砂；

（2）将丙烯酸有机膨润土与碳酸钠、纸浆、氧化石蜡混合，加入30%的水，加热至65℃，搅拌13分钟，再送入三辊研磨机，研磨25分钟，得到粘合剂；

（3）将苯磺酸加入剩余水中，搅拌均匀，得到苯磺酸溶液;第（2）步得到的粘合剂和其他剩余成分加入到第（1）步中的混砂机中，不停机条件下以喷洒状均匀加入所述苯磺酸溶液，湿混7分钟，即得。

实验数据

本实施例型砂的检测结果如下：湿压强度0.19MPa，常温湿拉强度24Kpa，热湿拉强度3.6KPa，发气量10ml/g,透气性164，含泥量10.9%。

Claims (2)

1.一种低热膨胀性型砂，其特征在于由下列重量份的原料制成：霞石14-18、丙烯酸有机膨润土0.5-0.9、坡缕石纤维2-3、纸浆1-2、新硅砂40-45、氧化石蜡0.5-0.8、旧砂25-30、改性煤粉4-5、糠醇树脂3-4、苯磺酸0.7-0.9、碳酸钠0.3-0.5、水4-5；

    所述改性煤粉由下列重量份的原料制成：褐煤粉3-4、山梨醇0.05-0.08、兰炭0.5-0.8、甲醇0.3-0.5、氯酸钾0.1-0.2、碳酸钾0.2-0.3、氯化铁0.01-0.02、石灰0.02-0.03、醋酸钙0.1-0.2、硫化锑0.2-0.3、吐温80 0.04-0.08、水2-2.5；制备方法为：将褐煤粉和兰炭混合，粉碎至粒径小于100μm，得到粉末；将吐温80、山梨醇加入水中，搅拌均匀，再加入氯酸钾、碳酸钾、氯化铁、醋酸钙，搅拌后加入所述粉末，研磨至颗粒粒径小于40μm，喷雾干燥，再边搅拌边喷洒甲醇，研磨10-15分钟，再与其他剩余成分混合均匀，密封，即得。

2.根据权利要求1所述低热膨胀性型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将霞石粉碎，与新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与坡缕石纤维一起加入碾轮式混砂机中，混合15-20分钟，再加入40%的水，混合10-15分钟，得到混合砂；

（2）将丙烯酸有机膨润土与碳酸钠、纸浆、氧化石蜡混合，加入30%的水，加热至60-70℃，搅拌10-15分钟，再送入三辊研磨机，研磨20-30分钟，得到粘合剂；

（3）将第（2）步得到的粘合剂和糠醇树脂加入到第（1）步中的混砂机中，将苯磺酸加入剩余水中，搅拌均匀，得到苯磺酸溶液，不停机条件下以喷洒状均匀加入所述苯磺酸溶液，湿混6-8分钟，即得。