[发明专利]一种以硅砂为主料的型砂及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸造用砂的配制方法，具体涉及一种以硅砂为主料的型砂及其制作方法。

背景技术

型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30～50%，通常对型砂的要求有强度和热稳定性、流动性、可塑性、透气性和溃散性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。

目前，在型砂的制备过程中，一般由新砂、旧砂、粘结剂和辅料按一定比例混合制成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以硅砂为主料的型砂及其制作方法。

本发明采用如下技术方案：

以硅砂为主料的型砂，其组成原料的重量份为：硅砂87-93、纳米膨润土12-15、纤维素胶1.3-1.5、硬酯酸单甘油酯1.5-1.7、环氧化甘油三酸酯0.6-0.8、氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.3、粘土砖渣粉末20-25、氧化镁0.03-0.05、碳酸氢钠0.1-0.3和成膜剂3.0-4.0。

以硅砂为主料的型砂，其组成原料的重量份为：硅砂90、纳米膨润土14、纤维素胶1.4、硬酯酸单甘油酯1.6、环氧化甘油三酸酯0.7、氨丙基三乙氧基硅烷0.2、粘土砖渣粉末22、氧化镁0.04、碳酸氢钠0.2和成膜剂3.5。

以硅砂为主料的型砂的制作方法，包括以下步骤：

（1）首先将硅砂和纳米膨润土粉碎至200-220目，然后在原砂加热机中将硅砂和纳米膨润土加热至700-1000℃；

（2）将步骤（1）的硅砂和纳米膨润土倒入混砂机中搅拌均匀，自然冷却至100-150℃，然后依次加入其他组成原料并不断搅拌，控制加入原料间隔时间为1-2s，待全部原料加完后，继续自然冷却，破碎，过筛，即得型砂成品。

所述的成膜剂的制备方法如下：

配方：水20-25、3-氨丙基三甲氧基硅烷1-2、顺丁烯二酸酐  15-18、二乙二醇丁醚 5-8、硼酸1-2、丙二醇8-12、聚乙烯吡咯烷酮2-3、明矾1-2、尿素1-2、过硫酸钠0.5-1；

制备方法如下：

（1）、将水加热至80-95℃，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、明矾、过硫酸钠溶解，搅拌反应50-60分钟；

（2）、将步骤（1）的反应体系升温至140-145℃，加入二乙二醇丁醚、硼酸、聚乙烯吡咯烷酮，搅拌反应40-50分钟；

（3）、将步骤（2）的反应体系升温至110-125℃，加入顺丁烯二酸酐、尿素、丙二醇，搅拌反应40-50分钟；得到。

本发明的有益效果：

本发明配方合理，采用硅砂为主料，并加入纳米膨润土，硅砂的粒度为200-220目，硅砂的粒度有助于提高型砂的强度与耐热性，固化剂粘土砖渣粉末有助于降低型砂构建的砂型的粗糙度，而且本发明不仅耐热性较好，而且粗糙度较小，透气性较好，可避免于铸件上粘砂。

具体实施方式

实施例1：以硅砂为主料的型砂，其组成原料的重量份（kg）为：硅砂90、纳米膨润土14、纤维素胶1.4、硬酯酸单甘油酯1.6、环氧化甘油三酸酯0.7、氨丙基三乙氧基硅烷0.2、粘土砖渣粉末22、氧化镁0.04、碳酸氢钠0.2和成膜剂3.5。

以硅砂为主料的型砂的制作方法，包括以下步骤：

（1）首先将硅砂和纳米膨润土粉碎至200-220目，然后在原砂加热机中将硅砂和纳米膨润土加热至700-1000℃；

（2）将步骤（1）的硅砂和纳米膨润土倒入混砂机中搅拌均匀，自然冷却至100-150℃，然后依次加入其他组成原料并不断搅拌，控制加入原料间隔时间为1-2s，待全部原料加完后，继续自然冷却，破碎，过筛，即得型砂成品。

所述的成膜剂的制备方法如下：

配方（重量份）：水22、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5、顺丁烯二酸酐  17、二乙二醇丁醚 6.5、硼酸1.5、丙二醇10、聚乙烯吡咯烷酮2.5、明矾1、尿素1.5、过硫酸钠0.8；

制备方法如下：

（1）、将水加热至80-95℃，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、明矾、过硫酸钠溶解，搅拌反应50-60分钟；

（2）、将步骤（1）的反应体系升温至140-145℃，加入二乙二醇丁醚、硼酸、聚乙烯吡咯烷酮，搅拌反应40-50分钟；

（3）、将步骤（2）的反应体系降温至110-125℃，加入顺丁烯二酸酐、尿素、丙二醇，搅拌反应40-50分钟；得到。

通过上述实施例制得的型砂的性能数据：

高温抗压强度在0.92Mpa以上，发气量低于15.5ml/g以下，耐热时间150-170秒，室温抗拉强度大于3.5Mpa，热拉强度大于120Mpa，本发明不仅耐热性较好、粗糙度较小，而且透气性较好，可生产各种材质的复杂精密铸件。