鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法
2023-06-11 07:08:11
專利名稱：鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法
技術領域：
本發明涉及鑄鋼生產中作為防粘砂的添加劑，特別涉及DH型鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法。
背景技術：
長期以來，水玻璃砂以其設備簡單、操作簡便、成本低廉、無毒等優點，從50年代開始就應用於鑄造生產，特別是鑄鋼件的生產。但由於其潰散性差，鑄件粘砂嚴重，表面質量差等缺陷，一定程度上限制了其推廣應用。鑄鋼件的澆注溫度一般在1550°C以上，澆注後瞬間鑄型界面的溫度上升到1500°C左右。在強烈的熱作用下，鑄件表面的金屬氧化物和水玻璃砂混合料發生化學反應，所形成的矽酸鹽，由於其熔點低，易過度燒結，同時這種矽酸鹽易向水玻璃砂混合料的縫隙滲透，把未融化的砂粒包在一起，造成嚴重粘砂；冷卻到室溫時燒結層強度太高，不易清理。為了防止水玻璃型砂的過度燒結，對造型材料來說，主要是採用耐火度高、熱化學穩定性好的特種砂，如鋯砂、鉻鐵礦砂等；或者在鑄型表面刷醇基快幹塗料來減少鋼液對型砂的燒結作用。但是，特種砂價格很高，大幅提高了生產成本；刷塗料又增加了工序並對塗料的性能有嚴格要求。儘管有人針對鑄鐵件的生產採用添加防粘砂添加劑的方法防止粘砂，如加煤粉和焦炭粉，在還原性氣氛下，這種有機物受熱分解，析出光亮碳，沉積在鑄件與鑄型之間，當厚度在0.1mm以上時，燒結的型砂層也會自動剝落下來，可防止粘砂，但關於鑄鋼用防粘砂添加劑的報導鮮有發表。因此，如果能找到一種綠色環保的添加劑直接加入水玻璃石英砂中並且能有效地防止鑄鋼件在生產中出現的粘砂現象，那麼對進一步推廣水玻璃石英砂在鑄鋼件的生產應用將具有很重要的現實意義。研究表明促使鑄件與鑄型界面處形成可剝離的燒結層是防止鑄件粘砂，獲得高表面質量鑄件的有效方法。分析認為，型砂在鑄造生產中產生適度燒結的狀態是防止粘砂的關鍵。這種適度燒結而產生的燒結層，表面緻密，能抵擋液態金屬的衝刷和滲透；在室溫時能輕易從鑄件表面剝離，從而得到光潔的鑄件表面。
發明內容
本發明的目的在於尋找一種添加劑，直接添加到水玻璃石英砂中進行混制，使其具備較高的型砂耐火度並且在澆注時產生適度燒結的可剝離燒結層，從而有效地解決粘砂缺陷。為了達到上述目的，本發明提供了一種鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特徵在於，其原料包括A1203、SiO2, Cr2O3和Fe203。進一步地，所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑由Al20330wt% 65wt%、SiO2Swt1^N I5wt*%、Cr2O3Owt 50wt *%和 Fe2035wt*% 20wt*%製成，各組分重量百分比之和為IOOwt%。更進一步地，所述的A1203、SiO2, Cr2O3和Fe2O3的最大顆粒粒度為70目。
本發明還提供了上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的使用方法，其特徵在於，具體步驟為首先在石英砂中加入上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑和水，混制均勻，加入水玻璃，繼續混制，待混勻後製成型砂。進一步地，所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的加入量為型砂總重的2% 10%。與現有技術相比，本發明的優點是1、無需採用昂貴的、高品位的原砂或刷塗料，只需在普通石英砂的基礎上加入適量的本發明的添加劑，即可防止粘砂，減少了生產成本，簡化了造型工序。2、該添加劑成分全部為無機物、不含有機成分，在澆注時不會釋放出有毒氣體，無毒無公害，符合「綠色鑄造」的要求。3、在澆注時，由於在鑄件和鑄型界面形成了的適度燒結的可剝離燒結層，高溫下具有較高的強度及塑性，並且冷卻到室溫後具有脆性，能有效地防止粘砂，鑄件清理容易，鑄件表面光潔、美觀。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，作詳細說明如下。實施例1一種鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，由Al20350wt*%、Si025wt% > Cr20340wt%和Fe2035wt%製成，各組分重量百分比之和為100wt%。Al203、Si02、Cr203和Fe2O3為粉狀或顆粒狀，最大顆粒粒度為70目。其製備方法為將A1203、SiO2, Cr2O3和Fe2O3按比例在SHY葉片式芯砂混砂機混制均勻，得到鑄`鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑。使用時，在SHN碾輪式混砂機上混制型砂，其配方如下石英砂100%、鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑6%、水玻璃5%、水1% (註上述各成分所佔百分含量以石英砂為100%，其它含量為佔石英砂的比例)，上述配方混砂工藝如下，先將石英砂和鑄鋼用水玻璃石央砂防粘砂添加劑和水混制均勾後再加入水玻璃混制2min後製成型砂。造型完成後，吹A CO2氣體,硬化後起模,放置4小時後合箱燒注。燒注鑄件為厚20mm、半徑75mm的半圓柱體，材質為45鋼，澆注溫度為1570°C左右，所得的鑄鋼件表面形成適度燒結的燒結層，且整體剝離，鑄件表面光潔，無粘砂缺陷。實施例2一種鑄鋼用水玻璃石英砂添加劑，其製備及使用方法與實施例1中一樣，區別在於其化學組分重量百分比為Al20365wt%、Si0215wt%、Cr2O3Owt %和Fe20320wt %，使用時加入量佔石英砂的2 %，澆注鑄件為長50mm、寬50mm、高IOmm的長方體，材質為45鋼。澆注溫度1580°C左右，所獲得鑄鋼件表面形成適度燒結的燒結層，且整體剝離，鑄件表面光潔，無粘砂缺陷。實施例3一種鑄鋼用水玻璃石英砂添加劑，其製備及使用方法與實施例1中一樣，區別在於其化學組分重量百分比為412033(^丨％、5丨028￥丨％、02035(^丨％和Fe20312wt%，使用時加入量佔石英砂的10%，澆注鑄件為半徑50mm、厚80mm的圓柱體，材質為45鋼。澆注溫度1570°C左右，所獲得鑄鋼件表面形成適度燒結的燒結層，且整體剝離，鑄件表面光潔，無粘砂缺陷。
權利要求
1.一種鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特徵在於，其原料包括A1203、SiO2, Cr2O3和 Fe2O3。
2.如權利要求1所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特徵在於，由Al2OJOwt1^N 65wt*%、SiO2Swt1^N 15wt%、Cr2O3Owt1^N 50wt*%和 Fe2035wt*% 20wt*%製成，各組分重量百分比之和為IOOwt%。
3.如權利要求1所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特徵在於，所述的A1203、SiO2, Cr2O3和Fe2O3的最大顆粒粒度為70目。
4.權利要求1所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的使用方法，其特徵在於，具體步驟為首先在石英砂中加入權利要求1所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑和水，混制均勻，加入水玻璃，繼續混制，待混勻後製成型砂。
5.如權利要求4所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的使用方法，其特徵在於，所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的加入量為型砂總重的2% 10%。
全文摘要
本發明提供了一種鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法。所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特徵在於，其原料包括Al2O3、SiO2、Cr2O3和Fe2O3。上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的使用方法，其特徵在於，具體步驟為首先在石英砂中加入上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑和水，混制均勻，加入水玻璃，繼續混制，待混勻後製成型砂。本發明的優點是在澆注時，鑄件和鑄型界面形成適度燒結的可剝離燒結層，能有效地防止粘砂。同時，可減少生產成本、簡化造型工藝並減輕鑄件的清理工作，生產出的鑄件表面光潔、不粘砂。
文檔編號B22C1/14GK103056285SQ201310034038
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者朱世根, 丁海波 申請人:東華大學