專利名稱：用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造造型，特別涉及耐火鑄型型芯材料的成分。 技術(shù)領(lǐng)域
目前，鑄造行業(yè)中，濕型鑄造型砂中的主要添加劑為粘土和煤粉。添加煤粉的主要 作用是提高鑄件的表面光潔度。其機(jī)理是利用煤在高溫時(shí)分解，分解后生成包裹在砂粒表 面的碳膜，以防止鑄件粘砂。而且，在熔融鋼鐵熔液的高溫作用下，煤粉還能產(chǎn)生還原性氣 體，氣體的分解，在金屬液和鑄型界面上析出一層光亮碳，使砂型不受金屬液潤濕，從而提 高表面光潔度。
但是，煤粉屬于有機(jī)物，可燃，并且發(fā)氣量較大，澆注時(shí)產(chǎn)生大量的二氧化碳、一氧 化碳、二氧化硫等廢氣及煙塵，對周圍環(huán)境的污染嚴(yán)重。同時(shí)，因澆注時(shí)產(chǎn)生的大量氣體， 導(dǎo)致鑄件極易產(chǎn)生嗆火、氣孔缺陷，廢品率增加。另外，鑄型和金屬液界面上的還原性氣體 使型砂中的水分解，產(chǎn)生氫氣，導(dǎo)致產(chǎn)品在皮下l_4mm處產(chǎn)生皮下氣孔，機(jī)械加工后才可發(fā) 現(xiàn)，大大降低了機(jī)械加工成品率，從而使鑄件的綜合性能技術(shù)指標(biāo)降低。
現(xiàn)在，中國在世界上已經(jīng)成為鑄造大國，國內(nèi)外用戶對鑄造產(chǎn)品的要求不斷提高， 如何采用一種代替煤粉的抗粘砂新材料，以減少氣孔發(fā)生率，成為國內(nèi)外鑄造專家的重要 課題。
然而，新推出的代煤粉材料如高效煤粉、阿爾法淀粉等，終究沒用擺脫煤粉抗粘砂 的機(jī)理。也就是說，仍然同煤粉一樣屬于有機(jī)物，是有機(jī)物就要燃燒發(fā)氣，因此這些新材料 不可避免的依然在澆注時(shí)產(chǎn)生大量的有害氣體和煙塵，導(dǎo)致鑄造產(chǎn)品極易產(chǎn)生氣孔缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種既具有良好的粘 接性能，又具有優(yōu)異的抗粘砂性能的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，用以解決如下 技術(shù)問題1.鑄件表面光潔度低；2.鑄件皮下易產(chǎn)生氣孔缺陷；3.消耗大量寶貴的不可再生優(yōu)質(zhì)煤粉能源；4.污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于原料由石墨粉、氧化鐵粉 和鈉基膨潤土組成，組分中不包括煤粉。
由于本發(fā)明的型砂添加劑組分中不包括煤粉，從根本上避免了由煤粉導(dǎo)致的所有弊端。
石墨粉的加入，增加了型砂的流動(dòng)型，提高了充填能力，提高了金屬鑄件的表面光 潔度；石墨粉的耐火特性使得本發(fā)明的型砂添加劑本身的耐火度> 2000°C，高耐火度的型砂添加劑，大幅度提高了型砂的導(dǎo)熱性能，熔融金屬在鑄模中的冷卻速度加快，使鑄件內(nèi)部 組織細(xì)密，機(jī)械性能顯著提高。
石墨粉、氧化鐵粉和鈉基膨潤土三組份相互協(xié)調(diào)，效果疊加，產(chǎn)生了預(yù)想不到的技 術(shù)效果，從而完成了本發(fā)明的任務(wù)。
因型砂中只有硅砂和本添加劑，均是無機(jī)物，遇到高溫也不會產(chǎn)生氣體，僅有少量 的水蒸氣。因此添加本發(fā)明的型砂添加劑的型砂，澆注時(shí)使用，無任何有毒有害氣體排放， 對環(huán)境無任何影響；另外因該添加劑自身耐火度達(dá)到2000°c以上，因此添加了該添加劑的 型砂耐火度提高，防止了出現(xiàn)粘砂，鑄件表面光潔；而且添加了該添加劑后，型砂的導(dǎo)熱性 大大提高，鐵水冷卻速度加快，使鑄件內(nèi)部組織細(xì)密，機(jī)械性能顯著提高；而且因沒有氣體 產(chǎn)生，加上冷卻速度快，因此鑄件無氣孔缺陷，鑄件成品率顯著提高。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施來達(dá)到本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于所述氧化鐵粉是三氧化二 鐵粉、四氧化三鐵粉，或者二者混合物。
本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于由如下按照重量百分 數(shù)計(jì)的原料組成石墨粉20% 30%氧化鐵粉2 % 10%鈉基膨潤土60% 70% ；上述原料經(jīng)選料、粉碎、烘干、混合配料、球磨加工、篩分而成。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于原料過篩率>95%， 產(chǎn)品細(xì)度彡200目。
本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于其添加量為型砂中新 砂重量的12% 18%，型砂中水分含量控制在型砂總重量的3. 0% 4. 0%。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
本發(fā)明的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑公開的技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)有 以下積極技術(shù)效果提供了一種既具有良好的粘接性能，又具有優(yōu)異的抗粘砂性能的用于金屬鑄件濕型鑄 造的型砂添加劑，用于濕型鑄造工藝過程中，取得如下效果1.提高了鑄件表面光潔度；表面合格率達(dá)到100%；2.鑄件皮下無氣孔缺陷；3.節(jié)約了大量寶貴的不可再生優(yōu)質(zhì)煤粉能源；4.保護(hù)了自然環(huán)境；5.型砂循環(huán)使用，新砂補(bǔ)充量減少，降低了生成成本。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述 實(shí)施例1將準(zhǔn)確計(jì)量的經(jīng)選料的石墨粉26公斤、三氧化二鐵粉10公斤、鈉基膨潤土 64公斤， 分別粉碎、烘干，然后，混合配料、球磨加工、篩分，控制原料過篩率> 95%，產(chǎn)品細(xì)度> 200目。制得本發(fā)明的新砂添加劑。
產(chǎn)品為電機(jī)零件端蓋，單件重量7. 5kg,材質(zhì)HT250，平均壁厚18mm，粘土砂濕型工 藝，脫箱手工造型，每型1件。原使用煤粉砂，表面質(zhì)量尚可，但加工后皮下氣孔廢品率達(dá)到 50%-80%?，F(xiàn)使用按照上述方法制備的添加劑型砂配比為新砂100%，本型砂添加劑加入總 砂重量13%，水分3. 5%，型砂混制后經(jīng)松砂處理，性能為濕壓強(qiáng)度0. 14MPa，透氣性為158單 位，澆注溫度為1430°C -1390°C，澆注100件。經(jīng)清理室拋丸處理后表面無任何粘砂、夾砂 等表面缺陷，表面合格率100%，加工后無任何缺陷。
實(shí)施例2將準(zhǔn)確計(jì)量的經(jīng)選料的石墨粉26公斤、三氧化二鐵粉5公斤、四氧化三鐵粉3公斤、 鈉基膨潤土 66公斤，分別粉碎、烘干，然后，混合配料、球磨加工、篩分，控制原料過篩率 ≥95%，產(chǎn)品細(xì)度≥200目。制得本發(fā)明的新砂添加劑。
產(chǎn)品為電機(jī)零件端蓋，單件重量35kg，材質(zhì)HT250，平均壁厚15mm，粘土砂濕型工 藝，機(jī)器造型，每型1件。型砂配比為舊砂80%，新砂20%，按照上述方法制備的添加劑加入 總砂重量的3%，水分3. 2%，型砂混制后經(jīng)松砂處理，性能為濕壓強(qiáng)度0. 15MPa,透氣性為152 單位，澆注溫度為1430°C -1390°C，澆注100件。經(jīng)清理室拋丸處理后表面無任何粘砂、夾 砂等表面缺陷，表面合格率100%，加工后無任何缺陷。
實(shí)施例3將準(zhǔn)確計(jì)量的經(jīng)選料的石墨粉30公斤、三氧化二鐵粉5公斤、四氧化三鐵粉5公斤、 鈉基膨潤土 60公斤，分別粉碎、烘干，然后，混合配料、球磨加工、篩分，控制原料過篩率 ≥95%，產(chǎn)品細(xì)度≥200目。制得本發(fā)明的新砂添加劑。
產(chǎn)品為箱體，單件重量55kg，材質(zhì)HT250，平均壁厚8mm，粘土砂濕型工藝，機(jī)器造 型，每型2件。型砂配比為舊砂70%，新砂30%，按照上述方法制備的添加劑加入總砂重量的 4. 5%，水分3. 2%，型砂混制后經(jīng)松砂處理，性能為濕壓強(qiáng)度0. 14MPa，透氣性為155單位，澆 注溫度為1430°C -1390°C，澆注100件。經(jīng)清理室拋丸處理后表面無任何粘砂、夾砂等表面 缺陷，表面合格率100%，加工后無任何缺陷。
實(shí)施例4將準(zhǔn)確計(jì)量的經(jīng)選料的石墨粉23公斤、四氧化三鐵粉7公斤、鈉基膨潤土 70公斤， 分別粉碎、烘干，然后，混合配料、球磨加工、篩分，控制原料過篩率> 95%，產(chǎn)品細(xì)度> 200 目。制得本發(fā)明的新砂添加劑。
產(chǎn)品為電機(jī)零件端蓋，單件重量7. 5kg,材質(zhì)HT250，平均壁厚18mm，粘土砂濕型工 藝，脫箱手工造型，每型1件。原使用煤粉砂，表面質(zhì)量尚可，但加工后皮下氣孔廢品率達(dá)到 50% 80%。現(xiàn)使用按照上述方法制備的添加劑型砂配比為新砂100%，本型砂添加劑加入 總砂重量13%，水分3. 5%，型砂混制后經(jīng)松砂處理，性能為濕壓強(qiáng)度0. 14MPa，透氣性為158 單位，澆注溫度為1430°C -1390°C，澆注100件。經(jīng)清理室拋丸處理后表面無任何粘砂、夾 砂等表面缺陷，表面合格率100%，加工后無任何缺陷。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于原料由石墨粉、氧化鐵粉和 鈉基膨潤土組成，組分中不包括煤粉。
2.按照權(quán)利要求1的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于所述氧化鐵粉 是三氧化二鐵粉、四氧化三鐵粉，或者二者混合物。
3.按照權(quán)利要求1的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于由如下按照重 量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料組成石墨粉20% 30%氧化鐵粉2 % 10%鈉基膨潤土60% 70% ；上述原料經(jīng)選料、粉碎、烘干、混合配料、球磨加工、篩分而成。
4.按照權(quán)利要求1的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于原料過篩率 彡95%，產(chǎn)品細(xì)度彡200目。
5.按照.權(quán)利要求1的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，其特征在于其添加量為 型砂中新砂重量的12% 18%，型砂中水分含量控制在型砂總重量的3. 0% 4. 0%。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，涉及鑄造造型，特別涉及耐火鑄型型芯材料的成分。其特征在于原料由石墨粉、氧化鐵粉和鈉基膨潤土組成，組分中不包括煤粉。提供了一種既具有良好的粘接性能，又具有優(yōu)異的抗粘砂性能的用于金屬鑄件濕型鑄造的型砂添加劑，用于濕型鑄造工藝過程中，取得如下效果1.提高了鑄件表面光潔度，表面合格率達(dá)到100％；2.鑄件皮下無氣孔缺陷；3.節(jié)約了大量寶貴的不可再生優(yōu)質(zhì)煤粉能源；4.保護(hù)了自然環(huán)境；5.型砂循環(huán)使用，新砂補(bǔ)充量減少，降低了生成成本。
文檔編號B22C1/02GK102029354SQ20101061554
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者周仕勇, 李興華 申請人:山東省源通機(jī)械股份有限公司