[发明专利]型砂、型芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸件领域，具体地，涉及一种型砂、型砂的制备方法、采用该型砂制备而得的型芯及其制备方法。

背景技术

型砂在铸造生产中占有至关重要的作用，由于型砂的质量直接影响铸件的报废率的高低，以往统计得知由于型砂的质量导致废品占总废品的30％-50％。这是由于在铸件的铸造过程中对型砂的机械强度、热稳定性、流动性、可塑性、紧实率和透气性都有较高的要求，特别是机械强度、透气性和紧实率，但是型砂的这三个性能往往难以在同一条件下均达到技术要求，从而直接影响了铸件的报废率。

发明内容

本发明的目的是提供一种型砂以及制备方法，该型砂具有优异的机械强度、透气性和紧实率，还提供了利用该型砂制备的型芯及其制备方法，该型芯的表面光滑。

为了实现上述目的，本发明提供了一种型砂，所述型砂包含粒径为0.5-1.5mm的石英砂、水玻璃、粒径为0.5-1.5mm的粘土、淀粉、玻璃纤维、100-400目的氧化铝和水；其中，所述玻璃纤维为圆柱体，所述圆柱体长度为0.8-1cm且轴截面的直径为0.2-0.5mm。

本发明还提供了一种型砂的制备方法，所述方法为将粒径为0.5-1.5mm的石英砂、水玻璃、粒径为0.5-1.5mm的粘土、淀粉、玻璃纤维、100-400目的氧化铝和水混合；其中，所述玻璃纤维为圆柱体，所述圆柱体长度为0.8-1cm且轴截面的直径为0.2-0.5mm；优选地，所述粘土为膨润土和/或高岭土；更优选地，所述淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉和山芋淀粉的一种或多种。

本发明还提供了一种利用上述的型砂或根据上述的方法制备的型砂制备型芯的方法，所述方法包括以下工序：

1)将上述的型砂或根据上述的方法制备的型砂压制成初级型芯的工序；

2)将所述初级型芯的内、外表面上涂满型芯涂料以形成中级型芯的工序；

3)将所述中级型芯烘干以制得型芯制品的工序；

其中，所述型芯涂料包含乙醇、石墨和酚脲烷自硬树脂。

本发明还提供了一种型芯，所述型芯通过上述的方法制备而得。

通过上述技术方案，本发明相对于现有技术中由石英砂、水玻璃、水和粘土制得型砂，本发明在石英砂、水玻璃、水和粘土中添加淀粉、玻璃纤维和氧化铝，通过淀粉、玻璃纤维和氧化铝的协同作用增强了机械强度、透气性和紧实率三个方面的性能，从而使得本发明制得型砂在铸件领域能够有广泛的应用前景，同时制备该型砂的方法原料易得、步骤简单。通过本发明提供的型砂制备的型芯表面光滑，表面裂纹和缺陷均较少从而提高了通过本型芯制得的铸件的合格率，合格率>95％。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种型砂，所述型砂包含粒径为0.5-1.5mm的石英砂、水玻璃、粒径为0.5-1.5mm的粘土、淀粉、玻璃纤维、100-400目的氧化铝和水；其中，所述玻璃纤维为圆柱体，所述圆柱体长度为0.8-1cm且轴截面的直径为0.2-0.5mm。

在本发明提供的型砂中，对氧化铝的颗粒大小有具体的要求，因为氧化铝的颗粒过大会导致氧化铝难以和其他原料实现密切的兼容从而导致型砂的透气率和机械强度均不理想，而氧化铝的颗粒过小则会导致氧化铝上的通孔难以实现有效地透气。

在本发明提供的型砂中，对玻璃纤维的尺寸有具体的要求，玻璃纤维过大则难以和其他原料实现密切的兼容从而导致型砂的机械强度均不理想，而玻璃纤维过小同样难以实现提高型砂的机械强度的作用。

优选地，相对于100重量份的石英砂，所述水玻璃的含量为8-10重量份、所述粘土的含量为13-16重量份、所述淀粉的含量为3-4重量份、所述玻璃纤维的含量为2-4重量份、所述氧化铝的含量为6-7重量份和所述水的含量为12-14重量份。

本发明还提供了一种型砂的制备方法，所述方法为将粒径为0.5-1.5mm的石英砂、水玻璃、粒径为0.5-1.5mm的粘土、淀粉、玻璃纤维、100-400目的氧化铝和水混合；其中，所述玻璃纤维为圆柱体，所述圆柱体长度为0.8-1cm且轴截面的直径为0.2-0.5mm。

在本发明提供的方法中，粘土的种类有宽的选择范围，粘土可以是膨润土、高岭土、蛭石和活性白土中的一种或多种，考虑到粘土与其他原料的兼容性，优选地，所述粘土为膨润土和/或高岭土。