一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法，該組合物包括無機黏結劑、原砂、非結晶型氧化硅；制備方法為采用混砂機混合，最好采用連續(xù)式混砂機，原砂、水玻璃、非結晶氧化硅用pc自動控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機砂斗，制芯模具預先加熱到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，厚芯適當延長吹氣時間，砂芯硬化后開盒頂出砂芯，砂芯可當天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。本組合物來源廣，力學性能高，價格便宜，有利于推廣應用，無毒無味，有利于環(huán)境保護。
【專利說明】一種溫芯盒制芯砂組合物及制芯方法

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

【背景技術】
[0002]目前制芯技術包括: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。以上制芯技術均采用人工合成樹脂做黏結劑，生產(chǎn)工藝復雜，售價高，鑄件生產(chǎn)過程中釋放有毒、有味氣體，勞動條件差，危害現(xiàn)場人員的身體健康。
[0003]現(xiàn)有技術中，CN101027147A中的造型材料混合物包括:原砂、水玻璃、無定型二氧化硅。發(fā)明中的無定形二氧化硅包括: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:標準砂、一種硅酸鹽無機黏結劑、固化交聯(lián)劑，文中只提供了固化交聯(lián)劑的化學成分，沒說明是什么物質，如果超出CN101027147A無定型二氧化硅的范圍，CN 102807336A的發(fā)明人理所當然的公開自己的創(chuàng)新點。白炭黑生產(chǎn)工藝復雜，價格昂貴，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，本組合物來源廣，力學性能高，價格便宜，有利于推廣應用，無毒無味，有利于環(huán)境保護。其具體技術方案為:
[0005]一種溫芯盒制芯砂組合物，包括無機黏結劑、原砂、非結晶型氧化硅；各個組成成分所占的質量百分比為:原砂90-98.6% ;無機黏結劑1.2-5%、非結晶型氧化硅0.2_5%。
[0006]優(yōu)選地，原砂97.1497.66 % ;無機黏結劑1.8-2.2 %、非結晶型氧化硅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，所述無機黏結劑包括各種鑄造用水玻璃；所述鑄造用水玻璃為沈陽匯亞通新型水玻璃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，所述非結晶型氧化硅為沉淀法白炭黑、熱解法白炭黑、硅灰、鋯質氣相氧化硅。
[0012]優(yōu)選地，所述非結晶型氧化硅為鋯質氣相氧化硅。
[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:采用混砂機混合，最好采用連續(xù)式混砂機，原砂、水玻璃、非結晶型氧化硅用PC自動控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機砂斗，制芯模具預先加熱到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)，吹氣時間20-200s ;3-25mm薄芯吹20-40s，大于25mm厚芯適當延長吹氣時間，砂芯硬化后開盒頂出砂芯，砂芯可當天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。
[0014]優(yōu)選地，所述混砂機采用連續(xù)式混砂機。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:鋯質氣相氧化硅來源廣，價格便宜，是白炭黑不可比擬的。鋯質氣相氧化硅與硅灰相比純度高有害雜質少，顆粒尺寸小，化學活性高，制芯(型)砂組合物流動性好，所制芯(型)力學性能高，抗吸濕性強，存放時間長，便于組織生產(chǎn)。
[0016]水玻璃無毒、無味，溫芯盒制芯，制芯溫度低，可顯著改善制芯(型)勞動條件。保障現(xiàn)場人員的身體健康。
[0017]本發(fā)明溫芯盒制芯(型)砂組合物與樹脂制芯相比，發(fā)氣量減少90%以上，鑄件氣孔缺欠少，鑄件成品率高。

【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細地說明。
[0019]本發(fā)明的砂組合物在標準“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氣相氧化硅，與以往技術加白炭黑相比，來源廣價格便宜；與加硅灰相比砂組合物穩(wěn)定性好，流動性好、力學性能高、抗吸濕性強。
[0020]實施例1、圍場水洗砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S-104，20g、鋯質氣相氧化硅6g，用實驗室葉片式混砂機混勻，將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，60s內(nèi)測即時強度，取5只試樣的平均值；4h后測試樣涼后的強度，取5只試樣的平均值。即時抗拉強度大于0.8Mpa,4h后的抗拉強度大于2.0Mpa0
[0021]實施例2、大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S_105，20g、硅灰6g用實驗室葉片式混砂機混勻，為制芯(型)砂組合物I;大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S-105，20g,鋯質氣相氧化硅6g，用實驗室葉片式混砂機混勻，為制芯(型)砂組合物2。用“鑄造手冊.造型材料4”推薦的砂混合料流動性測量法:側孔質量法，檢測2種制芯(型)砂組合物的流動性，加硅灰的砂組合物，I的流動性是2.4-3.0g ;加鋯質氣相氧化硅的砂組合物2的流動性是:4.9-6.2g ;加硅灰的砂組合料的流動性遠低于加鋯質氣相氧化硅的砂細合物的流動性。
[0022]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，各制造5只砂芯，晾涼后放入92%相對濕度條件下，放置24h用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，，加錯質氣相氧化娃的試樣抗拉強度1.0-1.4Mpa,加娃灰的試樣抗拉強度
0.7-1.0Mpa0該指標證明加鋯質氣相氧化硅，砂芯抗吸濕性好。
[0023]實施例3、大林水洗砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S_104，25g、鋯質氣相氧化硅Sg，用實驗室葉片式混砂機混勻。
[0024]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，60s內(nèi)測即時強度，取5只試樣的平均值；4h后測試樣涼后的強度，取5只試樣的平均值。即時抗拉強度大于0.8Mpa，4h后的抗拉強度大于2.8Mpa。
[0025]實施例4、大林水洗砂2000g，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT S_104，40g、鋯質氣相氧化娃15g,用實驗室葉片式混砂機混勻。
[0026]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，制造20只砂芯，放置在60%相對濕度條件下，用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，24h后測抗拉強度，取5只試樣的平均值；48h后測試抗拉強度，取5只試樣的平均值72h后測試抗拉強度，取5只試樣的平均值96h后測試抗拉強度，取5只試樣的平均值?？估瓘姸确謩e大于 1.9-2.0Mpa, 1.8-1.9Mpa, 16-1.7Mp, 1.4-1.6Mpa。
[0027]實施例5、圍場水洗砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S-104，15g、鋯質氣相氧化硅4.5g，用實驗室葉片式混砂機混勻。
[0028]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，60s內(nèi)測即時強度，取5只試樣的平均值，即時抗拉強度大于0.8Mpa ；4h后測試樣涼后的強度，取5只試樣的平均值，試樣涼后的抗拉強度1.8Mpa。
[0029]實施例6(對比例)、標準砂l(fā)OOOg，沈陽匯亞通新型水玻璃HYT-S_104，20g、鋯質氣相氧化硅6g，用實驗室葉片式混砂機混勻。
[0030]砂混合將制芯(型)砂組合物裝入射砂筒，標準“8”型試樣實驗模具預先加熱150°C，在0.6Mpa下用壓縮空氣將制芯(型)砂組合物射入標準“8”型試樣實驗模具，在
0.2Mpa下，將120—150°C的熱空氣吹入標準“8”型試樣實驗模具，吹氣時間40s，開盒取芯，制造10只砂芯，用液壓試驗機檢測“8”型試樣抗拉強度，4h后測試樣涼后的強度，取5只試樣的平均值，試樣涼后的抗拉強度2.2Mpa。
[0031]在CN 102807336A實施例2中；“制型(芯)組合物:在2kg的70/100目標準砂中加入60g硅酸鹽無機粘結劑并加入，12g固化交聯(lián)劑，該固化交聯(lián)劑中個組分含量為: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，測得平均抗彎強度為3.8MPa，抗拉強度為 1.7MPa, ”
[0032]本發(fā)明在原砂相同，黏結劑加2% (占原砂)，鋯質氣相氧化硅0.6%，(占原砂)抗拉強度2.2Mpa ；
[0033]CN 102807336A硅酸鹽無機粘結劑加3% (占原砂)，固化交聯(lián)劑0.6% (占原砂)，抗拉強度為1.7MPa。
[0034]本發(fā)明的力學性能遠高于CN 102807336A.
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，包括無機黏結劑、原砂、非結晶型氧化硅；各個組成成分所占的質量百分比為:原砂90-98.6% ;無機黏結劑1.2-5%、非結晶氧化硅0.2-5%。
2.根據(jù)權利要求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，圍場水洗硅砂、擦洗硅砂、福建海砂。
3.根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述無機黏結劑包括各種鑄造用水玻璃；所述鑄造用水玻璃為沈陽匯亞通新型水玻璃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，所述非結晶型氧化硅為沉淀法白炭黑、熱解法白炭黑、硅灰、鋯質氣相氧化硅。
7.根據(jù)權利要求6所述的溫芯盒制芯砂組合物，其特征在于，所述非結晶型氧化硅為鋯質氣相氧化硅。
8.根據(jù)權利要求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% ;無機黏結劑 1.8-2.2%、非結晶氧化硅 0.54—0.66%。
9.一種權利要求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:采用混砂機混合，最好采用連續(xù)式混砂機，原砂、水玻璃、非結晶型氧化娃用pc自動控制給料；制芯砂組合物混好后加入射芯機砂斗，制芯模具預先加熱到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厚芯適當延長吹氣時間，砂芯硬化后開盒頂出砂芯，砂芯可當天合箱澆注，也可存放3-5天后合箱澆注。
10.根據(jù)權利要求8所述溫芯盒制芯砂組合物的制芯方法，其特征在于，所述混砂機采用連續(xù)式混砂機。
【文檔編號】B22C1/18GK104439041SQ201410586239
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權日:2014年10月20日
【發(fā)明者】金廣明, 魏甲 申請人:沈陽匯亞通鑄造材料有限責任公司