專利名稱：一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑的制造方法，尤其是一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法。
背景技術(shù)：
熔模鑄造是一種少切削、無(wú)切削的特種鑄造方法。用這種方法生產(chǎn)的鑄件尺寸和幾何精度高、表面光滑；可以節(jié)省大量的機(jī)械加工工時(shí)和設(shè)備，提高金屬材料的利用率，所以在工業(yè)生產(chǎn)中獲得日益廣泛的應(yīng)用。
作為熔模鑄造的粘合劑主要有水玻璃、硅溶膠和硅酸乙酯三種。其中硅溶膠粘合劑由于所制型殼性能優(yōu)于水玻璃型殼，而與硅酸乙酯粘合劑相比具有型殼高溫強(qiáng)度好，不需氨干，又不對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)，所以已逐漸成為熔模鑄造的主要粘合劑材料。
硅溶膠是指二氧化硅在水中的分散體系，以mSiO2·nH2O表示。其膠粒在1-100nm范圍，工業(yè)上用的最多的粒徑在10-20nm，并含有少量穩(wěn)定劑。硅溶膠生產(chǎn)主要有離子交換法和單質(zhì)硅溶解法兩種。離子交換法以水玻璃(硅酸鈉)為原料，通過(guò)離子交換、造粒、濃縮得到硅溶膠產(chǎn)品。單質(zhì)硅溶解法以工業(yè)硅為原料，溶解于稀堿液中，直接得到硅溶膠成品。
用作熔模鑄造粘合劑時(shí)，由于制造工藝的不同，使二種工藝制得的硅溶膠粘合劑其性能差異較大。離子交換法制得的硅溶膠(以下簡(jiǎn)稱離子交換法硅溶膠)由于膠粒結(jié)構(gòu)較為松散，相對(duì)雜質(zhì)含量較高，所制型殼其高溫強(qiáng)度較低，相應(yīng)的殘留強(qiáng)度也較低；單質(zhì)硅溶解法制得的硅溶膠(以下簡(jiǎn)稱單質(zhì)硅硅溶膠)由于膠粒結(jié)構(gòu)較為致密，相對(duì)雜質(zhì)含量較低，所制型殼其高溫強(qiáng)度較高，相應(yīng)的殘留強(qiáng)度也較高。而熔模鑄造理想的硅溶膠粘合劑希望所制型殼高溫強(qiáng)度高而殘留強(qiáng)度較低。顯然，上述二種硅溶膠粘合劑均存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明擬解決的問(wèn)題是提供一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法。使其在用作熔模鑄造制殼粘結(jié)劑時(shí)，所制型殼其高溫強(qiáng)度相對(duì)于離子交換法硅溶膠高、接近單質(zhì)硅硅溶膠，殘留強(qiáng)度相對(duì)于單質(zhì)硅硅溶膠低、接近離子交換法硅溶膠。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于它通過(guò)單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠混合得到。
所述單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠的重量比為1∶0.25-4。
所述單質(zhì)硅硅溶膠的二氧化硅含量為25-31％，所述離子交換法硅溶膠的二氧化硅含量為25-31％。
由于采用了上述方案，能獲得一種膠粒結(jié)構(gòu)較為致密，相對(duì)雜質(zhì)含量較低的硅溶膠粘結(jié)劑，特別是由于二種不同致密程度的膠粒的相互混合，產(chǎn)生了相當(dāng)于級(jí)配的效果，制殼時(shí)二種粒子協(xié)同作用，相互補(bǔ)強(qiáng)，使型殼高溫強(qiáng)度較高，接近單質(zhì)硅溶膠。而在熔模鑄造澆鑄后破殼工序，由離子交換法硅溶膠提供的結(jié)構(gòu)較松散的膠粒處，容易成為應(yīng)力集中點(diǎn)和潰散起始點(diǎn)(細(xì)裂紋起始點(diǎn))，使所制型殼有一種“脆”的特性，表現(xiàn)為型殼殘留強(qiáng)度較低，接近離子交換法硅溶膠，能滿足熔模鑄造較易清殼的要求。用一種通俗的說(shuō)法是，按照本發(fā)明技術(shù)方案可獲得一種使所制型殼硬而脆的硅溶膠粘合劑，其型殼高溫強(qiáng)度較高接近單質(zhì)硅硅溶膠，殘留強(qiáng)度較低接近離子交換法硅溶膠，可滿足熔模鑄造對(duì)硅溶膠粘合劑的較高要求。
具體實(shí)施例方式
取一種離子交換法硅溶膠，其理化指標(biāo)為密度d20℃1.21g/cm3，平均粒徑Ds13.2nm，SiO2％＝30.6％，按中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)精密鑄造分會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CICBA/D05.01-1999《熔模鑄造型殼抗彎強(qiáng)度測(cè)試方法》方法測(cè)得其型殼高溫強(qiáng)度為5.5MPa，殘留強(qiáng)度為4.4Mpa(耐火材料為淮北礦務(wù)局莫來(lái)石粉)。
取一種單質(zhì)硅硅溶膠，其理化指標(biāo)為密度d20℃1.21g/cm3，平均粒徑Ds13.3nm，SiO2％＝30.6％，按中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)精密鑄造分會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CICBA/D05.01-1999《熔模鑄造型殼抗彎強(qiáng)度測(cè)試方法》方法測(cè)得其型殼高溫強(qiáng)度為10.0MPa，殘留強(qiáng)度為7.1Mpa(耐火材料為淮北礦務(wù)局同一種莫來(lái)石粉)。
把二種硅溶膠按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1比例混合(重量比)，分別按中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)精密鑄造分會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CICBA/D05.01-1999《熔模鑄造型殼抗彎強(qiáng)度測(cè)試方法》方法測(cè)得其型殼高溫強(qiáng)度和殘留強(qiáng)度(耐火材料為淮北礦務(wù)局莫來(lái)石粉)。
二種原料和九種混合樣測(cè)試結(jié)果列表如下

從上表可以看出，二種硅溶膠混合對(duì)提高硅溶膠粘合劑性能效果十分明顯。單質(zhì)硅硅溶膠加入量?jī)H占十分之一時(shí)，型殼高溫強(qiáng)度即已明顯提高，加入量到十分之二時(shí)，型殼高溫強(qiáng)度已接近二種硅溶膠的平均值，而這時(shí)型殼殘留強(qiáng)度基本上還等同于離子交換法硅溶膠殘留強(qiáng)度。單質(zhì)硅硅溶膠加入量到十分之八時(shí)，型殼殘留強(qiáng)度尚不到二種硅溶膠的平均值，而這時(shí)型殼高溫強(qiáng)度實(shí)際上已達(dá)到單質(zhì)硅硅溶膠強(qiáng)度。
事實(shí)上，具體實(shí)施方案并不局限于上述同種二氧化硅濃度硅溶膠間的混合，還可以是其它相同二氧化硅濃度單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠的的混合，如二氧化硅濃度為25％、27％、29％、31％。當(dāng)然，也可以是不同二氧化硅濃度單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠的的混合，也具有相同的效果，為節(jié)約篇幅，不再一一例舉。
權(quán)利要求
1.一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于它通過(guò)單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法制得的硅溶膠混合得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法制得的硅溶膠的重量比為1∶0.25-4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于所述單質(zhì)硅硅溶膠的二氧化硅含量為25-31％，所述離子交換法制得的硅溶膠的的二氧化硅也為含量為25-31％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硅溶膠粘結(jié)劑的制造方法，它通過(guò)單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠混合得到。所述單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠的重量比為1∶0.25－4，所述單質(zhì)硅硅溶膠和離子交換法硅溶膠的二氧化硅含量為25－31％。上述方案能得到一種膠粒結(jié)構(gòu)較為致密，相對(duì)雜質(zhì)含量較低的硅溶膠粘結(jié)劑。作為熔模鑄造的粘合劑，使所制型殼硬而脆，其型殼高溫強(qiáng)度較高接近單質(zhì)硅硅溶膠，殘留強(qiáng)度較低接近離子交換法硅溶膠，可滿足熔模鑄造對(duì)硅溶膠粘合劑的較高要求。
文檔編號(hào)B22C1/18GK1693004SQ200410018189
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2004年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者章浩龍 申請(qǐng)人:章浩龍