專利名稱：：一種CO₂硬化水玻璃砂添加劑及其造型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鑄造造型材料的添加劑，尤其是一種C02硬化水坡璃砂的添加劑。本發(fā)明還涉及一種水玻璃砂造型工藝。
背景技術(shù)：
：C02硬化水玻璃砂工藝簡(jiǎn)單、可操作性好、生產(chǎn)效率高，與粘土砂相比型芯強(qiáng)度高，與樹脂砂相比型芯退讓性好，且對(duì)環(huán)境的污染相對(duì)小得多。但是普通C02硬化水玻璃砂最主要的缺點(diǎn)是水玻璃加入量較多(占砂重的7%~9%)，使舊砂的潰散性能變差；C02硬化易形成"過吹"，使型芯強(qiáng)度降低；型芯砂存放穩(wěn)定性受環(huán)境濕度影響大。為了改善水玻璃砂的性能，中國專利21^94110887.2公開了一種木質(zhì)素潰散劑及其應(yīng)用，由于木質(zhì)素僅能改善水玻璃砂在300-50(TC的潰散性能，實(shí)際使用時(shí)還需另外添加無機(jī)物，因此增加了混砂搡作的工序；中國專利ZL200410035418.2公開了一種鑄造用型砂粘潰劑，雖然通過將有機(jī)潰散劑和無機(jī)潰散劑結(jié)合來改善水玻璃砂的潰散性，但其在型砂中的加入量為砂重的6%~8%，其中絕對(duì)水玻璃含量仍高達(dá)5.7%~7.8%，這既不利于舊砂的潰散，又使水玻璃舊砂的回用產(chǎn)生一定的難度；另外現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于<302過吹及型芯吸濕問題,也沒有很好的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種co2硬化水玻璃砂添加劑以及相應(yīng)的鑄造用型砂混砂工藝，在有效降低型砂中水玻璃含量的同時(shí)，保持較髙的型砂強(qiáng)度和較好的舊砂潰散性能，使用該添加劑混制的水坡璃砂對(duì)C02過吹不敏感，硬化工藝易于控制，而且具有較強(qiáng)的抗吸濕性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的C02硬化水玻璃砂添加劑，其中各組分的質(zhì)量百分比分別為聚氧化乙烯樹脂1%~5%;淀粉糖10%~35%;碳酸鹽250/『50%;水250/"0%。所述的聚氣化乙烯樹脂分子量為Ixl05~9xl05。所述的淀粉糖選自葡萄糖、麥芽糖或飴糖，碳酸鹽選自白堊、石灰石或碳酸鈣。本發(fā)明還提供了一種使用上述的C02硬化水玻璃砂添加劑的鑄造用型砂混砂工藝，其具體工藝步驟包括a.將上述的C02硬化水玻璃砂添加劑與水玻璃按質(zhì)量比1:2.5~3.5攪拌均勻，制得混合物；b.往原砂中加入砂重的4%~5%的上一步驟制得的混合物，然后按常規(guī)方法混砂、造型。上述工藝中所述的添加劑中的聚氧化乙烯樹脂分子量為lxio5~9xl05。添加劑中的淀粉糖選自葡萄糖、麥芽糖或飴糖，碳酸鹽選自白堊、石灰石或碳酸鈣。在本發(fā)明的C02硬化水玻璃砂添加劑中，所選用的聚氧化乙烯樹脂是一種合成水溶性髙分子化合物，其懸浮分散性能抑制添加劑中固體組分碳酸鹽的沉降；當(dāng)它與水坡璃混合后，良好的膠體保護(hù)性可阻止水坡璃膠粒長大，并充分發(fā)揮水坡璃的粘結(jié)效率，而且聚氧化乙烯樹脂本身的粘結(jié)性能，有利于在水玻璃加入量較低時(shí)，保持型砂應(yīng)有的強(qiáng)度；其優(yōu)良的成膜性能阻緩水玻璃砂的吸濕，而且能減小其對(duì)C02過吹的敏感程度。添加劑中的淀粉糖和碳酸鹽，可分別降低型砂在80(TC及以上的殘留強(qiáng)度，從而改善舊砂的潰散性能。通過上述組分組合形成的C02硬化水玻璃砂添加劑，可根據(jù)所使用的水玻璃與原砂的質(zhì)量，適當(dāng)調(diào)整添加劑與水玻璃的配比以及在型砂中的加入量，使混制的型砂具有常溫強(qiáng)度、潰散性能和環(huán)境適應(yīng)性的優(yōu)良綜合性能；而型砂中絕對(duì)水玻璃的含量僅為3%~4%，達(dá)到降低舊砂中殘留Na20含量的目的，有利于水玻璃舊砂的回用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施倒和對(duì)比例中，在相同試驗(yàn)條件下，試樣的即時(shí)強(qiáng)度和24h存放強(qiáng)度值越髙，說明型砂常溫性能越好；試樣在一定溫度下的殘留強(qiáng)度值越低，說明型砂的潰散性能越好；試樣隨吹氣時(shí)間延長，其存放強(qiáng)度值下降越小，說明型砂的抗C02過吹能力越強(qiáng)；試樣放置在高濕度環(huán)境中，其存放強(qiáng)度值波動(dòng)越小，說明型砂的抗吸濕能力越強(qiáng)。實(shí)施例1按表l中指定的添加劑組分含量，將分子量為lxlos的聚氧化乙烯樹脂和白堊加入葡萄糖與水中，用髙速分散機(jī)攪拌均勻制得水玻璃砂添加劑。再按表1中指定的型砂組分在SHY型混砂機(jī)中混制試驗(yàn)用型砂，添加劑與水玻璃(質(zhì)量比1:3.5)先混匈后加入，混砂時(shí)間2min，出砂制作05Ommx5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，在表2所示的試驗(yàn)條件下吹C02硬化后，用SWY型強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的常溫即時(shí)強(qiáng)度、24h存放強(qiáng)度。另將制得的試樣放置24h后，置于不同溫度的箱式電阻爐中保溫20min,取出冷至室溫，再分別測(cè)定各試樣的高溫殘留強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見表2。實(shí)施例2按表1指定的添加劑組分含量，聚氧化乙烯樹脂分子量為5xl05，并以石灰石代替白堊、麥芽糖代替葡萄糖，重復(fù)實(shí)施例1的方法制得水玻璃砂添加劑。再按表l中指定的型砂組分，添加劑與水玻璃質(zhì)量比替換為1:3,重復(fù)實(shí)施例l的方法混砂、制樣，并測(cè)試各項(xiàng)強(qiáng)度值。測(cè)試結(jié)果見表2。對(duì)比例1按表1中指定的對(duì)比例型砂組分，直接用水玻璃重復(fù)實(shí)施例1的方法混砂、制樣，并測(cè)試各項(xiàng)強(qiáng)度值。測(cè)試結(jié)果見表2。實(shí)施例3按表1中指定的添加劑組分含量，將分子量為8><105的聚氧化乙烯樹脂和碳酸鈣加入飴糖與水中，用髙速分散機(jī)攪拌均勻制得水玻璃砂添加劑。再按表1中指定的型砂組分在SHY型混砂機(jī)中混制試驗(yàn)用型砂，添加劑與水坡璃(質(zhì)量比1:2.5)先混勻后加入，混砂時(shí)間2min，出砂制作05Ommx5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，在表3所示的試驗(yàn)條件下，將試樣以不同的時(shí)間吹C02硬化后，用SWY型強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定其24h存放強(qiáng)度。另將吹氣時(shí)間20s的試樣放置在相對(duì)濕度較高的環(huán)境中，測(cè)其24h存放強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見表3。實(shí)施例4按表1指定的添加劑組分含量，聚氧化乙烯樹脂分子量為3xl05，并以葡萄糖代替飴糖，重復(fù)實(shí)施例3的方法制得水玻璃砂添加劑。再按表1中指定的型砂組分，添加劑與水玻璃質(zhì)量比替換為1:3，重復(fù)實(shí)施例3的方法混砂、制樣，并測(cè)試各項(xiàng)強(qiáng)度值。測(cè)試結(jié)果見表3。實(shí)施例5按表1指定的添加劑組分含量，重復(fù)實(shí)施例3的方法制得水玻璃砂添加劑。再按表1中指定的型砂組分，減少添加劑與水玻璃質(zhì)量份，重復(fù)實(shí)施例3的方法混砂、制樣，并測(cè)試各項(xiàng)強(qiáng)度值。測(cè)試結(jié)果見表3。對(duì)比例2按表1中指定的對(duì)比例型砂組分，直接用水坡璃重復(fù)實(shí)施例3的方法混砂、制樣，并測(cè)試各項(xiàng)強(qiáng)度值。測(cè)試結(jié)果見表3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見使用了本發(fā)明的C02硬化水玻璃砂添加劑和相應(yīng)的造型工藝后，試樣的潰散性能、抗C02過吹能力以及抗吸濕能力都得到了明顯的改善。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試驗(yàn)條件遏度201C,相對(duì)度75%,CO;j壓力0.1MPa,0)2流1:1.8m3/h，CO2吹氣時(shí)間20s表3項(xiàng)目24h抗壓強(qiáng)度/MPaC02吹氣時(shí)間相對(duì)濕度98%CO2吹氣時(shí)間20s10s20s30s40s50s60s實(shí)施例32.872,852.802.682.45么OO2.45實(shí)施例42.802.822.762.592.452.122.60實(shí)施例52.582.652.522.402.211.952.34對(duì)比例22.842.672.051.831.581.321.78試驗(yàn)條件溫度25TC,相對(duì)遂度70%,CO2壓力0.1MPa，(:02流量1.8m3/h權(quán)利要求1.一種CO2硬化水玻璃砂添加劑，其特征在于其中各組分的質(zhì)量百分比分別為聚氧化乙烯樹脂1％～5％淀粉糖10％～35％碳酸鹽25％～50％水25％～40％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C02硬化水玻璃砂添加劑，其特征在于所述的聚氧化乙烯樹脂分子量為Ixl05~9xl05。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的C02硬化水玻璃砂添加劑，其特征在于所述的淀粉糖選自葡萄糖、麥芽糖或飴糖，碳酸鹽選自白堊、石灰石或碳酸鈣。4.一種使用如權(quán)利要求1所述的C02硬化水玻璃砂添加劑的鑄造用型砂混砂工藝，其具體工藝步驟包括-.a.將權(quán)利要求1所述的C02硬化水玻璃砂添加劑與水玻璃按質(zhì)董比1:2.53.5攪拌均勻，制得混合物；b.往原妙、中加入砂重的4%~5%的上一步驟制得的混合物，然后按常規(guī)方法混砂、造型。5.根據(jù)權(quán)利要求4混砂工藝，其特征在于所述的添加劑中的聚氧化乙烯樹脂分子量為Ixl059xl05。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5混砂工藝，其特征在于所述的添加劑中的淀粉糖選自德萄糖、麥芽糖或飴糖，碳酸鹽選自白堊、石灰石或碳酸鈣。全文摘要本發(fā)明公開了一種CO₂硬化水玻璃砂添加劑，其中各組分的質(zhì)量百分比分別為聚氧化乙烯樹脂1％～5％；淀粉糖10％～35％；碳酸鹽25％～50％；水25％～40％。所述的聚氧化乙烯樹脂分子量為1×10⁵～9×10⁵。所述的淀粉糖選自葡萄糖、麥芽糖或飴糖，碳酸鹽選自白堊、石灰石或碳酸鈣。本發(fā)明還提供了一種使用上述的CO₂硬化水玻璃砂添加劑的鑄造用型砂混砂工藝。本發(fā)明的CO₂硬化水玻璃砂添加劑能有效降低型砂中水玻璃的含量，保持較高的型砂強(qiáng)度和較好的舊砂潰散性能，使用本發(fā)明添加劑混制的水玻璃砂對(duì)CO₂過吹不敏感，硬化工藝易于控制，而且具有較強(qiáng)的抗吸濕性。文檔編號(hào)B22C1/00GK101259515SQ200710037820公開日2008年9月10日申請(qǐng)日期2007年3月5日優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日發(fā)明者周聯(lián)山,於有根,筠朱申請(qǐng)人:上海市機(jī)械制造工藝研究所