一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法，該組合物包括無(wú)機(jī)黏結(jié)劑、原砂、非結(jié)晶型氧化硅；制備方法為采用混砂機(jī)混合，最好采用連續(xù)式混砂機(jī)，原砂、水玻璃、非結(jié)晶氧化硅用pc自動(dòng)控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機(jī)砂斗，制芯模具預(yù)先加熱到145-155℃制芯砂組合物.在0.4--0.7Mpa氣壓下，制芯砂組合物用射芯機(jī)射入模具型腔，再將120-160℃熱空氣吹入砂芯型腔內(nèi)，20-200s；薄芯吹20-40s，厚芯適當(dāng)延長(zhǎng)吹氣時(shí)間，砂芯硬化后開(kāi)盒頂出砂芯，砂芯可當(dāng)天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。本組合物來(lái)源廣，力學(xué)性能高，價(jià)格便宜，有利于推廣應(yīng)用，無(wú)毒無(wú)味，有利于環(huán)境保護(hù)。
【專利說(shuō)明】一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前制芯技術(shù)包括:冷芯盒制芯，模具不需加熱，常溫制芯；熱芯盒制芯，制芯溫度180-250°C ;覆膜砂制芯，制芯溫度270-300°C。以上制芯技術(shù)均采用人工合成樹(shù)脂做黏結(jié)劑，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，售價(jià)高，鑄件生產(chǎn)過(guò)程中釋放有毒、有味氣體，勞動(dòng)條件差，危害現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，CN101027147A中的造型材料混合物包括:原砂、水玻璃、無(wú)定型二氧化硅。發(fā)明中的無(wú)定形二氧化硅包括:沉淀法白炭黑、熱解法白炭黑、生產(chǎn)金屬硅的副產(chǎn)品硅灰。CN 102807336A中的造型材料混合物包括:標(biāo)準(zhǔn)砂、一種硅酸鹽無(wú)機(jī)黏結(jié)劑、固化交聯(lián)劑，文中只提供了固化交聯(lián)劑的化學(xué)成分，沒(méi)說(shuō)明是什么物質(zhì)，如果超出CN101027147A無(wú)定型二氧化硅的范圍，CN 102807336A的發(fā)明人理所當(dāng)然的公開(kāi)自己的創(chuàng)新點(diǎn)。白炭黑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，硅灰鈣、鎂堿金屬氧化物含量高，降低水玻璃的活性，在相同水玻璃加入量下，力學(xué)性能低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的缺陷，提供一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法，本組合物來(lái)源廣，力學(xué)性能高，價(jià)格便宜，有利于推廣應(yīng)用，無(wú)毒無(wú)味，有利于環(huán)境保護(hù)。其具體技術(shù)方案為:
[0005]一種溫芯盒制芯砂組合物，包括無(wú)機(jī)黏結(jié)劑、原砂、非結(jié)晶型氧化硅；各個(gè)組成成分所占的質(zhì)量百分比為:原砂90-98.6% ;無(wú)機(jī)黏結(jié)劑1.2-5%、非結(jié)晶型氧化硅0.2_5%。
[0006]優(yōu)選地，原砂97.1497.66 % ;無(wú)機(jī)黏結(jié)劑1.8-2.2 %、非結(jié)晶型氧化硅0.54—0.66%。
[0007]優(yōu)選地，所述原砂包括大林水洗硅砂、擦洗硅砂，圍場(chǎng)水洗硅砂、擦洗硅砂、福建海砂。
[0008]優(yōu)選地，所述原砂為大林水洗硅砂。
[0009]優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)黏結(jié)劑包括各種鑄造用水玻璃；所述鑄造用水玻璃為沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S-104、新型水玻璃HYT-S-105、新型水玻璃HYT-S-106。
[0010]優(yōu)選地，所述鑄造用水玻璃為新型水玻璃HYT-S-104。
[0011]優(yōu)選地，所述非結(jié)晶型氧化硅為沉淀法白炭黑、熱解法白炭黑、硅灰、鋯質(zhì)氣相氧化硅。
[0012]優(yōu)選地，所述非結(jié)晶型氧化硅為鋯質(zhì)氣相氧化硅。
[0013]一種本發(fā)明所述溫芯盒制芯砂組合物的制芯方法，包括以下步驟:采用混砂機(jī)混合，最好采用連續(xù)式混砂機(jī)，原砂、水玻璃、非結(jié)晶型氧化硅用PC自動(dòng)控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機(jī)砂斗，制芯模具預(yù)先加熱到140-160°C制芯砂組合物.在0.4—0.7Mpa氣壓下，制芯砂組合物用射芯機(jī)射入模具型腔，再將120-160°C熱空氣吹入砂芯型腔內(nèi)，吹氣時(shí)間20-200s ;3-25mm薄芯吹20-40s，大于25mm厚芯適當(dāng)延長(zhǎng)吹氣時(shí)間，砂芯硬化后開(kāi)盒頂出砂芯，砂芯可當(dāng)天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。
[0014]優(yōu)選地，所述混砂機(jī)采用連續(xù)式混砂機(jī)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:鋯質(zhì)氣相氧化硅來(lái)源廣，價(jià)格便宜，是白炭黑不可比擬的。鋯質(zhì)氣相氧化硅與硅灰相比純度高有害雜質(zhì)少，顆粒尺寸小，化學(xué)活性高，制芯(型)砂組合物流動(dòng)性好，所制芯(型)力學(xué)性能高，抗吸濕性強(qiáng)，存放時(shí)間長(zhǎng)，便于組織生產(chǎn)。
[0016]水玻璃無(wú)毒、無(wú)味，溫芯盒制芯，制芯溫度低，可顯著改善制芯(型)勞動(dòng)條件。保障現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康。
[0017]本發(fā)明溫芯盒制芯(型)砂組合物與樹(shù)脂制芯相比，發(fā)氣量減少90%以上，鑄件氣孔缺欠少，鑄件成品率高。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0019]本發(fā)明的砂組合物在標(biāo)準(zhǔn)“8”型模具140_160°C下，吹120-150°C熱空氣40 s硬化；制芯(型)組合物中特別提供一種鋯質(zhì)氣相氧化硅，與以往技術(shù)加白炭黑相比，來(lái)源廣價(jià)格便宜；與加硅灰相比砂組合物穩(wěn)定性好，流動(dòng)性好、力學(xué)性能高、抗吸濕性強(qiáng)。
[0020]實(shí)施例1、圍場(chǎng)水洗砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S-104，20g、鋯質(zhì)氣相氧化硅6g，用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻，將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，?.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，吹氣時(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，60s內(nèi)測(cè)即時(shí)強(qiáng)度，取5只試樣的平均值；4h后測(cè)試樣涼后的強(qiáng)度，取5只試樣的平均值。即時(shí)抗拉強(qiáng)度大于0.8Mpa,4h后的抗拉強(qiáng)度大于2.0Mpa0
[0021]實(shí)施例2、大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S_105，20g、硅灰6g用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻，為制芯(型)砂組合物I;大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S-105，20g,鋯質(zhì)氣相氧化硅6g，用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻，為制芯(型)砂組合物2。用“鑄造手冊(cè).造型材料4”推薦的砂混合料流動(dòng)性測(cè)量法:側(cè)孔質(zhì)量法，檢測(cè)2種制芯(型)砂組合物的流動(dòng)性，加硅灰的砂組合物，I的流動(dòng)性是2.4-3.0g ;加鋯質(zhì)氣相氧化硅的砂組合物2的流動(dòng)性是:4.9-6.2g ;加硅灰的砂組合料的流動(dòng)性遠(yuǎn)低于加鋯質(zhì)氣相氧化硅的砂細(xì)合物的流動(dòng)性。
[0022]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，?.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，吹氣時(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，各制造5只砂芯，晾涼后放入92%相對(duì)濕度條件下，放置24h用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，，加錯(cuò)質(zhì)氣相氧化娃的試樣抗拉強(qiáng)度1.0-1.4Mpa,加娃灰的試樣抗拉強(qiáng)度
0.7-1.0Mpa0該指標(biāo)證明加鋯質(zhì)氣相氧化硅，砂芯抗吸濕性好。
[0023]實(shí)施例3、大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S_104，25g、鋯質(zhì)氣相氧化硅Sg，用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻。
[0024]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，?.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸禋鈺r(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，60s內(nèi)測(cè)即時(shí)強(qiáng)度，取5只試樣的平均值；4h后測(cè)試樣涼后的強(qiáng)度，取5只試樣的平均值。即時(shí)抗拉強(qiáng)度大于0.8Mpa，4h后的抗拉強(qiáng)度大于2.8Mpa。
[0025]實(shí)施例4、大林水洗砂2000g，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT S_104，40g、鋯質(zhì)氣相氧化娃15g,用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻。
[0026]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，?.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，吹氣時(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，制造20只砂芯，放置在60%相對(duì)濕度條件下，用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，24h后測(cè)抗拉強(qiáng)度，取5只試樣的平均值；48h后測(cè)試抗拉強(qiáng)度，取5只試樣的平均值72h后測(cè)試抗拉強(qiáng)度，取5只試樣的平均值96h后測(cè)試抗拉強(qiáng)度，取5只試樣的平均值。抗拉強(qiáng)度分別大于 1.9-2.0Mpa, 1.8-1.9Mpa, 16-1.7Mp, 1.4-1.6Mpa。
[0027]實(shí)施例5、圍場(chǎng)水洗砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S-104，15g、鋯質(zhì)氣相氧化硅4.5g，用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻。
[0028]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，?.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸禋鈺r(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，60s內(nèi)測(cè)即時(shí)強(qiáng)度，取5只試樣的平均值，即時(shí)抗拉強(qiáng)度大于0.8Mpa ；4h后測(cè)試樣涼后的強(qiáng)度，取5只試樣的平均值，試樣涼后的抗拉強(qiáng)度1.8Mpa。
[0029]實(shí)施例6(對(duì)比例)、標(biāo)準(zhǔn)砂l(fā)OOOg，沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S_104，20g、鋯質(zhì)氣相氧化硅6g，用實(shí)驗(yàn)室葉片式混砂機(jī)混勻。
[0030]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞哳A(yù)先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸?br> 0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標(biāo)準(zhǔn)“8”型試樣實(shí)驗(yàn)?zāi)＞撸禋鈺r(shí)間40s，開(kāi)盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)“8”型試樣抗拉強(qiáng)度，4h后測(cè)試樣涼后的強(qiáng)度，取5只試樣的平均值，試樣涼后的抗拉強(qiáng)度2.2Mpa。
[0031]在CN 102807336A實(shí)施例2中；“制型(芯)組合物:在2kg的70/100目標(biāo)準(zhǔn)砂中加入60g硅酸鹽無(wú)機(jī)粘結(jié)劑并加入，12g固化交聯(lián)劑，該固化交聯(lián)劑中個(gè)組分含量為:二氧化硅75 %，三氧化二鋁1.2%，三氧化二鐵1.2%，氧化鎂0.8%，氧化鈣0.4%，氧化鈉
1.5%和水19.9%，在160°C條件下，熱固化2分鐘，測(cè)得平均抗彎強(qiáng)度為3.8MPa，抗拉強(qiáng)度為 1.7MPa, ”
[0032]本發(fā)明在原砂相同，黏結(jié)劑加2% (占原砂)，鋯質(zhì)氣相氧化硅0.6%，(占原砂)抗拉強(qiáng)度2.2Mpa ；
[0033]CN 102807336A硅酸鹽無(wú)機(jī)粘結(jié)劑加3% (占原砂)，固化交聯(lián)劑0.6% (占原砂)，抗拉強(qiáng)度為1.7MPa。
[0034]本發(fā)明的力學(xué)性能遠(yuǎn)高于CN 102807336A.
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見(jiàn)地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，包括無(wú)機(jī)黏結(jié)劑、原砂、非結(jié)晶型氧化硅；各個(gè)組成成分所占的質(zhì)量百分比為:原砂90-98.6% ;無(wú)機(jī)黏結(jié)劑1.2-5%、非結(jié)晶氧化硅0.2-5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述原砂包括大林水洗硅砂、擦洗硅砂，圍場(chǎng)水洗硅砂、擦洗硅砂、福建海砂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述原砂為大林水洗砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述無(wú)機(jī)黏結(jié)劑包括各種鑄造用水玻璃；所述鑄造用水玻璃為沈陽(yáng)匯亞通新型水玻璃HYT-S-104、新型水玻璃HYT-S-105、新型水玻璃 HYT-S-106。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述鑄造用水玻璃為新型水玻璃HYT-S-104。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述非結(jié)晶型氧化硅為沉淀法白炭黑、熱解法白炭黑、硅灰、鋯質(zhì)氣相氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述非結(jié)晶型氧化硅為鋯質(zhì)氣相氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述原砂97.1497.66% ;無(wú)機(jī)黏結(jié)劑 1.8-2.2%、非結(jié)晶氧化硅 0.54—0.66%。
9.一種權(quán)利要求1所述溫芯盒制芯砂組合物的制芯方法，其特征在于，包括以下步驟:采用混砂機(jī)混合，最好采用連續(xù)式混砂機(jī)，原砂、水玻璃、非結(jié)晶型氧化娃用pc自動(dòng)控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機(jī)砂斗，制芯模具預(yù)先加熱到145-155?制芯砂組合物.在0.4—0.7Mpa氣壓下，制芯砂組合物用射芯機(jī)射入模具型腔，再將120-160°C熱空氣吹入砂芯型腔內(nèi)，20-200s ;3-25mm薄芯吹20_40s，大于25mm厚芯適當(dāng)延長(zhǎng)吹氣時(shí)間，砂芯硬化后開(kāi)盒頂出砂芯，砂芯可當(dāng)天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述溫芯盒制芯砂組合物的制芯方法，其特征在于，所述混砂機(jī)采用連續(xù)式混砂機(jī)。
【文檔編號(hào)】B22C1/18GK104439041SQ201410586239
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】金廣明, 魏甲 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)匯亞通鑄造材料有限責(zé)任公司