專利名稱：：銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種型砂及其制備工藝，尤其涉及一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝。
背景技術(shù)：
：銅合金浮雕裝飾板是在平面上飾以砂石紋、粗木紋、碎石紋、樹(shù)皮紋、磚紋、粗麻紋、草編紋、竹編紋等立體浮雕紋的藝術(shù)鑄件。由于板上的紋飾非常微細(xì)，毛坯鑄件的表面不能作打磨修整，一般應(yīng)采用石膏型或陶瓷型造型才能達(dá)到要求，但上述造型工藝需焙燒脫蠟，能耗高、工時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)出低，為此在現(xiàn)有技術(shù)中常采用自硬樹(shù)脂砂鑄造工藝澆注銅合金藝術(shù)鑄件。在自硬樹(shù)脂砂工藝中，為防止鑄件粘砂需在型腔內(nèi)上涂料，若浮雕裝飾板的型腔施以涂料后，其微細(xì)紋飾會(huì)全部被涂料層覆蓋，造成澆注后鑄件表面的紋飾模糊。在砂型鑄造中濕型砂工藝不需上涂料即可直接澆注，傳統(tǒng)銅合金用濕型砂的濕壓強(qiáng)度一般為3060kPa，型砂的含水量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在4.5%~5.5%。該濕型砂工藝不能很好地滿足精細(xì)鑄件的要求，其型砂濕態(tài)強(qiáng)度較低，起模時(shí)型腔表面容易損壞，由于裝飾板微細(xì)紋飾的特殊性，不能修型，因此型廢率很高；而且造好的型在合箱時(shí)，形成紋飾的砂粒易落入型腔，或者澆注時(shí)金屬液沖刷砂型表面使砂粒巻入鑄件，從而出現(xiàn)沖砂、夾砂等缺陷，同時(shí)使鑄件表面粗糙。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有足夠高的濕強(qiáng)度、較低含水量的濕型砂及其制備工藝，將該濕型砂作為面砂造型，能得到表面紋飾清晰、層次分明的銅合金浮雕裝飾板。為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，由原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成，其中膨潤(rùn)土加入量是原砂質(zhì)量的5%10%，耐火纖維加入量是原砂質(zhì)量的0.10%~0.25%，水溶性高分子加入量是原砂質(zhì)量的0.1%0.5%，水的加入量按水土比(質(zhì)量份)i:21:3計(jì)，即水與膨潤(rùn)土的質(zhì)量比。所述的原砂為100/200目石英砂；膨潤(rùn)土為鑄造用鈉基膨潤(rùn)土；耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，纖維直徑〈5.0um，纖維長(zhǎng)度〈3mm;水溶性高分子為低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸鈉，其中聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量為200800，聚丙烯酸鈉的相對(duì)分子質(zhì)量為1000~1500。同時(shí)本發(fā)明還提供了一種上述銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，按上述成份比例稱取原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水；將原砂、膨潤(rùn)土和耐火纖維加入碾輪式混砂機(jī)或轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。一般來(lái)說(shuō)上述混制工藝可以為將原砂、膨潤(rùn)土和耐火纖維加入碾輪式混砂機(jī)或轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中干混210min;再加入水溶性高分子與水的混合液濕混1525min后出砂。本發(fā)明濕型砂工藝中的耐火纖維是一種具有復(fù)雜微空間結(jié)構(gòu)、無(wú)規(guī)則多孔介質(zhì)性材料。在型砂中引入一定數(shù)量和長(zhǎng)徑比的短耐火纖維，利用纖維的搭橋增韌與拔出效應(yīng)，能增強(qiáng)型砂抵抗外力擦磨的能力，從而提高型砂的抗拉強(qiáng)度和韌性。在濕型砂的快速混制過(guò)程中，由于混砂時(shí)間和水分含量的限制，作為粘結(jié)劑的膨潤(rùn)土，其蒙脫石的薄片狀結(jié)構(gòu)得不到充分膨脹，所以粘結(jié)效率得不到充分發(fā)揮。本發(fā)明所添加劑的低分子量水溶性高分子中的高分子鏈節(jié)具有較好的折迭性和極性，能加速蒙脫石晶層間的分離，有利于膨潤(rùn)土膨脹分散，使粘土層能均勻地分布在砂粒表面，在無(wú)需加入大量膨潤(rùn)土，并控制型砂較低含水量的情況下，可得到較高的型砂濕壓強(qiáng)度和可塑性，并有利于降低鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷的幾率。銅合金浮雕裝飾板屬平板類鑄件，容易產(chǎn)生夾砂類缺陷，本發(fā)明通過(guò)控制型砂的熱濕拉強(qiáng)度來(lái)提高其抗夾砂能力。本發(fā)明的濕型砂具有足夠高的型砂綜合性能，用該濕型砂工藝造型并澆注后，可有效控制鑄造缺陷，得到紋飾清晰、層次分明、立體感強(qiáng)的銅合金浮雕裝飾板。本發(fā)明的濕型砂工藝不僅適用于手工造型，也可用于機(jī)器造型，澆注后的面砂可作為背砂回用，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單、效率高，便于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。圖1是本發(fā)明銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝程序框圖。具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明以下實(shí)施例中，在相同試驗(yàn)條件下，試樣的濕態(tài)強(qiáng)度(濕壓強(qiáng)度、濕拉強(qiáng)度)高，說(shuō)明型砂造型性能好，并能降低鑄件出現(xiàn)砂孔、疏松、脹砂缺陷的幾率；試樣的熱濕拉強(qiáng)度高，能防止鑄件出現(xiàn)夾砂缺陷；型砂的含水量低，能減少鑄件氣孔缺陷。實(shí)施例1將lkg石英砂、100g鈉基膨潤(rùn)土和l.Og硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入3g相對(duì)分子質(zhì)量200的聚乙二醇與33g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。實(shí)施例2將lkg石英砂、80g鈉基膨潤(rùn)土和1.8g硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入3g相對(duì)分子質(zhì)量1500的聚丙烯酸鈉與27g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作^50mmX50mm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。實(shí)施例3將lkg石英砂、80g鈉基膨潤(rùn)土和2.5g硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入lg相對(duì)分子質(zhì)量500的聚乙二醇與40g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作^50mmX50mm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。實(shí)施例4將lkg石英砂、70g鈉基膨潤(rùn)土和l.Og氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入5g相對(duì)分子質(zhì)量1200的聚丙烯酸鈉與23g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。實(shí)施例5將lkg石英砂、70g鈉基膨潤(rùn)土和1.8g氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入lg相對(duì)分子質(zhì)量1000的聚丙烯酸鈉與35g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。實(shí)施例6將lkg石英砂、50g鈉基膨潤(rùn)土和2.5g氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機(jī)中干混2min，再加入5g相對(duì)分子質(zhì)量800的聚乙二醇與25g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣，用SQY液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定試樣的濕壓強(qiáng)度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)定試樣的濕拉強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度；用SGH雙盤紅外烘干器測(cè)定型砂的含水量。上述各實(shí)施例中，所用石英砂為100/200目的石英砂；所用的耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，其纖維直徑<5.0(^1，纖維長(zhǎng)度〈3mm。上述各實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果在表1中示出。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明的濕型砂工藝后，在型砂含水量較低時(shí)，型砂的強(qiáng)度性能較現(xiàn)有技術(shù)得到了明顯的改善，具有優(yōu)良的綜合性能，可以作為面砂造型，從而使鑄件表面得到紋飾清晰、層次分明的銅合金浮雕圖案。權(quán)利要求1.一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，其特征在于由原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成，其中膨潤(rùn)土加入量是原砂質(zhì)量的5％～10％，耐火纖維加入量是原砂質(zhì)量的0.10％～0.25％，水溶性高分子加入量是原砂質(zhì)量的0.1％～0.5％，水的加入量按水土比(質(zhì)量份)1∶2～1∶3計(jì)。2.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，其特征在于所述的原砂為100/200目石英砂；膨潤(rùn)土為鑄造用鈉基膨潤(rùn)土；耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，纖維直徑〈5.(Him，纖維長(zhǎng)度〈3mm;水溶性高分子為低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸鈉，其中聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量為200~800，聚丙烯酸鈉的相對(duì)分子質(zhì)量為1000-1500。3.—種上述銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，按上述成分比例稱取原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水；將原砂、膨潤(rùn)土和耐火纖維加入碾輪式混砂機(jī)或轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，其特征在于將原砂、膨潤(rùn)土和耐火纖維加入碾輪式混砂機(jī)或轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中干混210min;再加入水溶性高分子與水的混合液濕混1525min后出砂。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝，該濕型砂由原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成。該制備工藝為按份比例稱取原砂、膨潤(rùn)土、耐火纖維、水溶性高分子和水，將原砂、膨潤(rùn)土和耐火纖維加入碾輪式混砂機(jī)或轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。本發(fā)明的濕型砂具有足夠高的型砂綜合性能，用該濕型砂工藝造型并澆注后，可有效控制鑄造缺陷，得到紋飾清晰、層次分明、立體感強(qiáng)的銅合金浮雕裝飾板。本發(fā)明的濕型砂工藝不僅適用于手工造型，也可用于機(jī)器造型，澆注后的面砂可作為背砂回用，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單、效率高，便于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。文檔編號(hào)B22C1/00GK101433941SQ20081020404公開(kāi)日2009年5月20日申請(qǐng)日期2008年12月4日優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日發(fā)明者周聯(lián)山,季敦生,於有根,筠朱申請(qǐng)人:上海市機(jī)械制造工藝研究所有限公司