CN104841857A - 一种大型铸件用耐热型砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种大型铸件用耐热型砂，由下列重量份的原料制成：氧化铝空心球2-4、漂珠1-1.5、聚醚改性硅氧烷0.2-0.3、新硅砂45-50、硅烷偶联剂KH-550 0.02-0.04、纳米氧化铝0.05-0.07、电熔莫来石9-12、微孔硅酸钙2-2.7、旧砂35-40、膨润土4-5、改性煤粉4-5、碳酸钠0.1-0.2、水5-6；本发明型砂颗粒均匀，灰分少，透气性好；通过使用漂珠，增加了型砂的退让性，适用于制作大型的铸件；通过添加氧化铝空心球、电熔莫来石，增加了型砂的耐热性；通过对膨润土做处理，增加了粘结性，提高了型砂的湿强度。

Description

一种大型铸件用耐热型砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，尤其涉及一种大型铸件用耐热型砂及其制备方法。

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大型铸件用耐热型砂及其制备方法，该型砂透气性好，退让性好，耐热性好。

本发明的技术方案如下：

一种大型铸件用耐热型砂，其特征在于由下列重量份的原料制成：氧化铝空心球2-4、漂珠1-1.5、聚醚改性硅氧烷0.2-0.3、新硅砂45-50、硅烷偶联剂KH-550 0.02-0.04、纳米氧化铝0.05-0.07、电熔莫来石9-12、微孔硅酸钙2-2.7、旧砂35-40、膨润土4-5、改性煤粉4-5、碳酸钠0.1-0.2、水5-6；

    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。

所述大型铸件用耐热型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将电熔莫来石、新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与氧化铝空心球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）将膨润土与碳酸钠、聚醚改性硅氧烷混合，加入20%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）取20%的水，加入硅烷偶联剂KH-550，搅拌均匀，再加入纳米氧化铝，磁力搅拌3-4分钟，得到浆料，将漂珠边翻腾搅拌，边喷入所述浆料，继续翻腾至干燥，得到物料；

（4）将第（2）步和第（3）步得到的物料以及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剩余的水，湿混6-8分钟，即得。

本发明的有益效果

本发明型砂颗粒均匀，灰分少，透气性好；通过使用漂珠，增加了型砂的退让性，适用于制作大型的铸件；通过添加氧化铝空心球、电熔莫来石，增加了型砂的耐热性；通过对膨润土做处理，增加了粘结性，提高了型砂的湿强度；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

一种大型铸件用耐热型砂，由下列重量份（公斤）的原料制成：氧化铝空心球3、漂珠1.3、聚醚改性硅氧烷0.3、新硅砂47、硅烷偶联剂KH-550 0.03、纳米氧化铝0.06、电熔莫来石11、微孔硅酸钙2.3、旧砂38、膨润土4.5、改性煤粉4.5、碳酸钠0.1、水5.5；

    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。

所述大型铸件用耐热型砂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将电熔莫来石、新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与氧化铝空心球一起加入碾轮式混砂机中，混合17分钟，再加入40%的水，混合13分钟，得到混合砂；

（2）将膨润土与碳酸钠、聚醚改性硅氧烷混合，加入20%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）取20%的水，加入硅烷偶联剂KH-550，搅拌均匀，再加入纳米氧化铝，磁力搅拌3分钟，得到浆料，将漂珠边翻腾搅拌，边喷入所述浆料，继续翻腾至干燥，得到物料；

（4）将第（2）步和第（3）步得到的物料以及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剩余的水，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21Kpa，热湿拉强度3.6KPa，发气量10.5ml/g,透气性165，含泥量12.4%。

Claims (2)

1.一种大型铸件用耐热型砂，其特征在于由下列重量份的原料制成：氧化铝空心球2-4、漂珠1-1.5、聚醚改性硅氧烷0.2-0.3、新硅砂45-50、硅烷偶联剂KH-550 0.02-0.04、纳米氧化铝0.05-0.07、电熔莫来石9-12、微孔硅酸钙2-2.7、旧砂35-40、膨润土4-5、改性煤粉4-5、碳酸钠0.1-0.2、水5-6；

    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所述大型铸件用耐热型砂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将电熔莫来石、新硅砂和旧砂混合，过筛，得到粒径在0.3-1.2mm的砂，与氧化铝空心球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）将膨润土与碳酸钠、聚醚改性硅氧烷混合，加入20%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）取20%的水，加入硅烷偶联剂KH-550，搅拌均匀，再加入纳米氧化铝，磁力搅拌3-4分钟，得到浆料，将漂珠边翻腾搅拌，边喷入所述浆料，继续翻腾至干燥，得到物料；

（4）将第（2）步和第（3）步得到的物料以及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剩余的水，湿混6-8分钟，即得。