一種磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，提供一種磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一個(gè)古老而傳統(tǒng)的行業(yè)，鑄造業(yè)一直是機(jī)械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)行業(yè)。鑄造業(yè)生產(chǎn)環(huán)境之差眾所周知，其對(duì)大氣、土壤、水均存在嚴(yán)重污染，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，實(shí)現(xiàn)清潔鑄造生產(chǎn)已成為大家的共識(shí)。在現(xiàn)代鑄造業(yè)中砂型鑄造的份額超過(guò)80%，因此對(duì)砂型鑄造的研究是實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的關(guān)鍵。
[0003]磷酸鹽粘結(jié)劑作為一種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，其物理、化學(xué)、熱等方面的性能能很好滿足鑄造生產(chǎn)要求，而且，在磷酸鹽粘結(jié)劑制備一磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其型芯制備一澆鑄一清理一舊砂循環(huán)利用全流程各環(huán)節(jié)基本無(wú)有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生及排放，屬于綠色環(huán)保鑄造連結(jié)劑。
[0004]現(xiàn)有的磷酸鹽粘結(jié)劑鑄造生產(chǎn)還存在一些問(wèn)題，其中，較為突出的問(wèn)題是磷酸鹽粘結(jié)劑粘度大，磷酸鹽粘結(jié)劑砂流動(dòng)性差，很難適應(yīng)現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)大批量、高效率制造復(fù)雜、精密鑄型、砂芯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明在磷酸鹽粘結(jié)劑砂中加入發(fā)泡劑，進(jìn)而改善磷酸鹽粘結(jié)劑砂的流動(dòng)性等性會(huì)K。
[0006]本發(fā)明針對(duì)磷酸鹽粘結(jié)劑砂存在的流動(dòng)性差等問(wèn)題，提出了一種新型磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂由原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑、輔助材料經(jīng)混合而成，原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑、輔助材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比=100: (I?40): (0.005?20): (0.1?15): (O?10)。其中:原砂為硅砂、石英砂、鋯砂、鎂砂、剛玉砂、鋁硅系耐火材料砂、鉻鐵礦砂、橄欖石砂、石灰石砂、石墨砂、人造寶珠砂中的一種或它們的混合物；磷酸鹽粘結(jié)劑包括磷酸、磷酸單鹽、磷酸復(fù)鹽中的一種或幾種；發(fā)泡劑又稱為起泡劑或泡沫劑，是指能促進(jìn)泡沫發(fā)生，形成閉孔或連孔結(jié)構(gòu)材料的物質(zhì)。發(fā)泡劑種類(lèi)為脂肪酸鹽表面活性劑、烷基硫酸酯鹽表面活性劑、烷基芳基磺酸鹽表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、蛋白類(lèi)表面活性劑中的一種或幾種，以及它們的改性產(chǎn)品，而且發(fā)泡劑可以是原始狀態(tài)的發(fā)泡劑試劑或者工業(yè)品，也可以是其溶液或加添泡沫穩(wěn)定劑的復(fù)配發(fā)泡劑；固化劑包括金屬氧化物、氫氧化物、絡(luò)合物中的一種或幾種；輔助材料包括稀釋劑、潰散劑、增強(qiáng)劑、纖維中的一種或幾種。
[0009]本發(fā)明所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂的制備方法為:發(fā)泡劑或其溶液預(yù)發(fā)泡后與原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、固化劑混合，發(fā)泡劑、磷酸鹽粘結(jié)劑混合并發(fā)泡后與原砂、固化劑混合，原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑一起發(fā)泡并混合等方法中的一種或幾種。
[0010]本發(fā)明所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂的使用方法為:制備好的磷酸鹽粘結(jié)劑砂采用射砂填砂、灌注填砂、重力填砂、手工填砂等方法中的一種或幾種填入砂箱或芯盒，然后通過(guò)熱硬、自硬、氣硬中的一種或幾種方法硬化，得到砂型或砂芯。
[0011]本發(fā)明在保留磷酸鹽粘結(jié)劑砂固有的清潔環(huán)保、潰散性好、強(qiáng)度較高等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，大幅度改善磷酸鹽粘結(jié)劑砂的流動(dòng)性差等問(wèn)題，并可賦予磷酸鹽粘結(jié)劑砂特殊的熱物理性能等性能，是適應(yīng)現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)的新型綠色鑄型材料及鑄造方法。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
[0013]陽(yáng)離子型表面活性劑和水按一定比例混合得到發(fā)泡劑溶液，用高速制泡機(jī)制泡。將石英砂、磷酸正鹽粘結(jié)劑、泡沫、氧化鐵粉攪拌混合得到磷酸鹽粘結(jié)劑砂，其中石英砂、磷酸正鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑溶液、氧化鐵粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比=100:4:20:1.4。所得磷酸鹽粘結(jié)劑砂通過(guò)灌注的方式填入砂箱，加熱保溫硬化，得到磷酸鹽粘結(jié)劑砂砂型。
[0014]實(shí)施例2
[0015]將質(zhì)量比為100:40:5:8的硅砂、磷酸單鹽粘結(jié)劑、蛋白類(lèi)表面活性劑、含硼改性劑加入混砂機(jī)中混砂，手工填砂獲得砂芯，加熱保溫硬化，得到磷酸鹽粘結(jié)劑砂砂芯。
[0016]實(shí)施例3
[0017]將非離子型表面活性劑與磷酸復(fù)鹽混合，放入制泡機(jī)中制成泡沫，再同鉻鐵礦砂、氧化鎂粉混合，鉻鐵礦砂、磷酸復(fù)鹽、發(fā)泡劑、氧化鎂粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比=100:3:0.005:0.45，所得磷酸鹽粘結(jié)劑砂采用手工填砂的方式填入芯盒，成型后靜止得到磷酸鹽粘結(jié)劑砂砂芯。
[0018]實(shí)施例4
[0019]在制泡機(jī)中對(duì)復(fù)配類(lèi)發(fā)泡劑做預(yù)發(fā)泡，制得泡沫與石灰石砂、磷酸復(fù)鹽粘結(jié)劑、氫氧化鎂、稀釋劑、潰散劑、玻璃纖維在混砂機(jī)中攪拌均勻，其中原砂、磷酸復(fù)鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、氫氧化鎂、稀釋劑、潰散劑、玻璃纖維的質(zhì)量比=100:1:10:0.1:2:1.3:3，所得磷酸鹽粘結(jié)劑砂運(yùn)用重力填砂的方式填入砂箱，向砂箱通入堿性氣體，固化得到砂型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是:磷酸鹽粘結(jié)劑砂由原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑、輔助材料經(jīng)混合而成，原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑、輔助材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比=100: (I?40): (0.005?20): (O?15): (O?10)。2.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，所述的原砂是硅砂、石英砂、鋯砂、鎂砂、剛玉砂、鋁硅系耐火材料砂、鉻鐵礦砂、橄欖石砂、石灰石砂、石墨砂、人造寶珠砂中的一種或它們的混合物。3.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，所述的磷酸鹽粘結(jié)劑是磷酸、磷酸單鹽、磷酸復(fù)鹽中的一種或幾種，以及它們的改性產(chǎn)品。4.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，所述的發(fā)泡劑又稱為起泡劑或泡沫劑，是指能促進(jìn)泡沫發(fā)生，形成閉孔或連孔結(jié)構(gòu)材料的物質(zhì)。發(fā)泡劑種類(lèi)為脂肪酸鹽表面活性劑、烷基硫酸酯鹽表面活性劑、烷基芳基磺酸鹽表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、蛋白類(lèi)表面活性劑中的一種或幾種，以及它們的改性產(chǎn)品。5.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，所述的發(fā)泡劑是原始狀態(tài)的發(fā)泡劑試劑或者工業(yè)品、溶液或加添泡沫穩(wěn)定劑的復(fù)配發(fā)泡劑。6.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，所述的固化劑是金屬的氧化物、氫氧化物、絡(luò)合物中的一種或幾種。7.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，磷酸鹽粘結(jié)劑砂中輔助材料是改性劑、稀釋劑、潰散劑、增強(qiáng)劑、纖維中的一種或幾種。8.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，磷酸鹽粘結(jié)劑砂的制備方法是發(fā)泡劑或其溶液預(yù)發(fā)泡后與原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、固化劑混合，發(fā)泡劑、磷酸鹽粘結(jié)混合并發(fā)泡后與原砂、固化劑混合，原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑一起發(fā)泡并混合中的一種或幾種方法。9.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，制備好的磷酸鹽粘結(jié)劑砂采用射砂填砂，灌注填砂，重力填砂，手工填砂中的一種或幾種方法填入砂箱或芯盒。10.按照權(quán)利要求1所述的磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，其特征是，填入砂箱或芯盒的磷酸鹽粘結(jié)劑砂通過(guò)熱硬、自硬、氣硬中的一種或幾種方法硬化，得到砂型或砂芯。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明針對(duì)磷酸鹽粘結(jié)劑砂存在的流動(dòng)性差等問(wèn)題，提出了一種新型磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其制備和使用方法，本發(fā)明中磷酸鹽粘結(jié)劑砂的主要組分為原砂、磷酸鹽粘結(jié)劑、發(fā)泡劑、固化劑、輔助材料，配合預(yù)發(fā)泡或混合發(fā)泡等方法，獲得流動(dòng)性等性能優(yōu)良的新型磷酸鹽粘結(jié)劑砂及其砂型、砂芯。本發(fā)明在保留磷酸鹽粘結(jié)劑砂固有的清潔環(huán)保、潰散性好、強(qiáng)度較高等優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，大幅度改善磷酸鹽粘結(jié)劑砂的流動(dòng)性差等問(wèn)題，并可賦予磷酸鹽粘結(jié)劑砂特殊的熱物理性能等性能，是適應(yīng)現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)的新型綠色鑄型材料及鑄造方法。
【IPC分類(lèi)】B22C1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105108043
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510569716
【發(fā)明人】謝衛(wèi)東, 胡發(fā)平, 秦杰, 李小華, 張璽, 馬全楊, 楊艷, 彭曉東, 曾慶文, 姚遠(yuǎn), 何建明
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日