[发明专利]一种铸钢件用高性能湿型砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸钢件用高性能湿型砂及其制备方法，属于型砂技术领域。

背景技术

湿型铸造方法具有许多优点：无需烘干，可节省烘干设备和燃料，延长砂箱和型砂的使用寿命，改善工人劳动条件，工序简单，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化合自动化。因此，湿型铸造在铸钢中得到广泛应用。

虽然湿型与干型相比有诸多优点，但其没有经过烘干处理，因此，当高温钢液浇入时，金属与湿型的界面作用反应较为强烈，铸件容易出现一些缺陷。例如：

（1）湿型砂的含水量比干型砂高出很多，当与温度高达1500℃的钢液相遇时，水分蒸发，体积骤胀，易使铸钢件产生气孔缺陷。

（2）浇筑时，湿型型腔表面的水分因受到钢液的高温烘烤而向砂型内部发生迁移，形成强度较低的水分凝聚区，易使型腔表面脱层而造成铸钢件结疤、夹砂等缺陷；

（3）粘土砂的湿态强度比干强度低，在外力作用下容易掉砂，形成铸件砂眼；且浇注系统壁的砂粒在金属液流的冲刷作用下容易脱落，由金属液带入铸件中形成砂眼。

    由于湿型砂本身存在存在以上缺陷，这就要求开发一种高性能湿型砂，使之达到较好的使用效果，从而得到表面质量较高的铸件。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提高一种湿压强度高、耐高温性好、热膨胀率低、流动性好、透气性好、紧实率高的铸钢件用高性能湿型砂及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

    一种铸钢件用高性能湿型砂，由以下重量份的原料制成：锆英砂40-60、海泥15-20、磷石膏10-15、透辉石25-35、聚苯颗粒20-30、氟铝酸钠5-10、椰壳粉15-20、废砖粉10-15、羟丙基黄原胶4-8、磺化沥青粉3-6、苦菱土5-10、亚硫酸钙2-4、聚合氯化铝3-5、聚氧化乙烯4-6、六偏磷酸钠2.5-4.5、改性高岭土5-10、水适量；

    所述的改性高岭土的制备方法如下：将高岭土加水打浆制成固含量为40-50%的浆液，然后加入相当于浆液重量2-3%的十二烷基硫酸钠和1-2%的聚苯乙烯磺酸钠，2000-3000rpm高速研磨20-30min，水浴加热至75-85℃，再加入相当于浆液重量15-25%的丙烯腈、30-40%的丙烯酸甲酯、20-30%的丁二烯、1-2%的过硫酸钾，搅拌反应1-2h，降温至40-50℃，用10%碳酸钠溶液中和至pH=6.5-7.0,然后加入相当于浆液重量10-15%的萜烯树脂、5-10%的聚异丁烯、6-12%的聚丙烯酰胺、4-8%的纳米钛酸钡、2-4%的重铬酸钠、3-6%的骨粉，1500-2000rpm高速研磨25-35min，过滤，烘干即可。

    本发明的铸钢件用高性能湿型砂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将磷石膏和透辉石混合均匀，粉碎，过100-150目筛后与海泥、氟铝酸钠、椰壳粉、羟丙基黄原胶、改性高岭土干混2-3min，然后加入占混合物重量3-4%的水湿混4-6min；

    （2）步骤（1）得到的浆料中加入余下原料，再加入占混合物重量2-3%的水湿混3-5min即可。

本发明的有益效果：

本发明湿型砂综合性能优异，不仅具有较高的湿压强度、紧实率和较低的热膨胀率，还具有优良的耐高温性、透气性和流动性，可以有效避免铸钢件出现气孔、结疤、夹砂、砂眼等缺陷，提高铸钢件的表面质量和成品率，具有重要的经济效益。

具体实施方式

     一种铸钢件用高性能湿型砂，由以下重量（kg）的原料制成：锆英砂50、海泥18、磷石膏2、透辉石30、聚苯颗粒25、氟铝酸钠8、椰壳粉16、废砖粉12、羟丙基黄原胶6、磺化沥青粉4、苦菱土8、亚硫酸钙3、聚合氯化铝4、聚氧化乙烯5、六偏磷酸钠3.5、改性高岭土8、水适量；

    所述的改性高岭土的制备方法如下：将高岭土加水打浆制成固含量为45%的浆液，然后加入相当于浆液重量2.5%的十二烷基硫酸钠和1.5%的聚苯乙烯磺酸钠，3000rpm高速研磨20min，水浴加热至80℃，再加入相当于浆液重量20%的丙烯腈、35%的丙烯酸甲酯、25%的丁二烯、1.5%的过硫酸钾，搅拌反应1.5h，降温至40℃，用10%碳酸钠溶液中和至pH=6.8,然后加入相当于浆液重量12%的萜烯树脂、8%的聚异丁烯、10%的聚丙烯酰胺、6%的纳米钛酸钡、3%的重铬酸钠、4.5%的骨粉，2000rpm高速研磨30min，过滤，烘干即可。