一種鑄造用水玻璃砂的製備方法
2023-11-07 14:19:27 5
專利名稱：一種鑄造用水玻璃砂的製備方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，特別涉及水玻璃砂砂型鑄造領域。
背景技術：
水玻璃是一種人們熟知、古老的造型、制芯用的無毒、無味、綠色鑄造無機粘結劑， 從20世紀50年代引入鑄造生產(參見英國專利，GB782205)，至今已有50多年的應用歷史了。水玻璃砂使用性能優越靈活，既可造型也可制芯，最早的(X)2氣體硬化冷芯盒工藝應屬水玻璃-CD2法。但是，(X)2硬化水玻璃砂存在的最大問題是澆注後潰散性差，鑄件清砂及舊砂回用困難，嚴重阻礙了它的推廣應用。與樹脂砂型比較，低模數水玻璃砂存在強度低、抗溼性差、潰散性不好、鑄件清砂以及舊砂再生回用困難等許多問題，一直困擾著鑄造工作者幾十年的時間，至今也沒有得到較好的解決。為解決低模數水玻璃砂存在的上述問題，我國在相當長的時間裡，對水玻璃砂開展了大量的科研攻關工作，但仍未取得突破性進展。原因是人們企圖在低模數鈉水玻璃加入量較高的情況下，通過加入各種有機或無機潰散劑等附加物的辦法來解決存在的問題， 但收效甚微。俄羅斯P y C H H a B. B.等人提出，在模數彡2.0的水玻璃混合料中加入煤渣附加物的辦法，可使水玻璃的粘結強度提高5 10倍，由於採用的水玻璃的模數太低，Na2O含量太高，不適用於鑄造工業，而僅大量應用於建築行業。日本二俁騰美等人採用微波加熱提高水玻璃砂芯的強度，將砂中水玻璃加入量減少到 2%，達到改善水玻璃砂潰散性的目的，但是微波照射的砂芯的抗溼性較差，在生產中未能得到應用。俄羅斯 >Ky KOBCKH0等人通過試驗找出了水玻璃砂潰散性差的根本原因，他認為金屬液高溫澆注時，水玻璃砂在強熱的作用下，其中的Na2O對石英砂的侵蝕與燒結，形成燒結體。這種燒結體的強度在常溫下決定了水玻璃砂殘留強度的高低。所以，減少燒結體的形成量，即減少Na2O對石英砂的侵蝕與燒結，是降低水玻璃砂的殘留強度，提高其潰散性的根本方法。 因此，大幅度降低砂中Nii2O的含量，即鈉離子的數量，才是解決該問題的根本方法。但是， 長期的生產實踐表明，水玻璃的粘結強度低，若想提高水玻璃型芯砂的強度就需要加大水玻璃的加入量，相應地，也就必然導致其潰散性差。所以，若想足夠的硬化強度與優越的潰散性二者兼得，就必須在提高水玻璃模數的基礎上大幅度增加它本身的粘結強度。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在於提供一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，以提高水玻璃砂的強度並改善其潰散性。為實現上述目的，本發明採用的技術方案為—種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2. 5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量8-10%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、
3納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔35-50%，澱粉佔6-12%，聚丙烯醇佔14-18%，納米氧化鋁粉佔25-35%，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂5-6. 5%的步驟1)製備的改性水玻璃，在混砂機中攪拌40-80分鐘後即可。本發明的有益效果是通過合理選擇和搭配複合改性劑的各組分，使得各組分之間起到協同作用，使得由添加了該複合改性劑的改性水玻璃製備的型砂強度提高40%以上，並且改善了型砂的潰散性，只需通過幹法震動即可落砂，避免水爆或水溶清砂，節省費用，保護環境。下面結合實施例進一步說明本發明的優點。
具體實施例方式實施例一一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2. 5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量8%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔35 %，澱粉佔12 %，聚丙烯醇佔 18%，納米氧化鋁粉佔35%，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂5%的步驟1)製備的改性水玻璃， 在混砂機中攪拌40分鐘後即可。實施例二一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2. 5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量9%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔45 %，澱粉佔10 %，聚丙烯醇佔 15%，納米氧化鋁粉佔30%，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂5. 8%的步驟1)製備的改性水玻璃，在混砂機中攪拌60分鐘後即可。實施例三一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2. 5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量8-10%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、 納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔50%，澱粉佔8%，聚丙烯醇佔 16%，納米氧化鋁粉佔沈％，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂6%的步驟1)製備的改性水玻璃， 在混砂機中攪拌80分鐘後即可。實施例四一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2. 5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量8-10%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔45%，澱粉佔11%，聚丙烯醇佔17%，納米氧化鋁粉佔27%，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂6. 5%的步驟1)製備的改性水玻璃，在混砂機中攪拌60分鐘後即可。實施例一至四的型砂的主要技術指標24小時幹壓強度彡3. 6MPa100°C殘留強度彡 0. 15MPa表1是實施例一至四性能與現有技術的普通水玻璃砂的性能對比表1實施例一至四性能與現有技術的普通水玻璃砂的性能對比
權利要求
1. 一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟1)配製改性水玻璃；在室溫下，在模數為2.5-3. 5，密度為1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入佔水玻璃總量8-10%的複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔35-50%，澱粉佔6-12 %，聚丙烯醇佔14-18%，納米氧化鋁粉佔25-35%，攪勻後製成改性水玻璃；2)製備型砂在鑄造用標準砂中加入佔石英砂5-6.5%的步驟1)製備的改性水玻璃， 在混砂機中攪拌40-80分鐘後即可。
全文摘要
本發明公開了一種鑄造用水玻璃砂的製備方法，該方法包括配製改性水玻璃和製備型砂兩個步驟，其中配置改性水玻璃採用複合改性劑，所述複合改性劑由滑石粉、澱粉、聚丙烯醇、納米氧化鋁粉組成，其中以複合改性劑總量為基準滑石粉佔35-50％，澱粉佔6-12％，聚丙烯醇佔14-18％，納米氧化鋁粉佔25-35％。並發明的型砂提高了強度，並改善了潰散性。
文檔編號B22C1/02GK102366812SQ201110307628
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者許立新 申請人:許立新