[发明专利]一种无机粘结剂热固化法制芯工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域中采用无机粘结剂实现粘结操作的一种制芯工艺， 具体来说是一种无机粘结剂热固化法制芯工艺。

背景技术

传统的制芯工艺中多使用的是有机粘结剂，如较为常见的呋喃树脂、碱酚醛树脂、邦尼树脂等，长期的应用实践表明，树脂的价格较高且环境污染较大。随着人们对于自身生存条件和环境的要求日趋严格的条件下，会导致车间劳动保护和生产环境卫生方面的投资很大，从而使树脂砂的应用受到一定限制，许多研究将方向转为传统的无机粘结剂尤其是对水玻璃的研究。

最近十多年来，随着人们对于水玻璃的基本组成和“老化”现象实质认识的逐渐深化，新型硬化工艺的开发取得了突破性进展，公认全加热固化可以充分发挥水玻璃的粘结强度，但是水玻璃砂也存在溃散性差，旧砂不能充分的回收利用等问题。

发明内容

本发明提供了一种无机粘结剂热固化法制芯工艺，它采用特定的宝珠砂代替传统的铸造硅砂，从而在很大程度上减少了无机粘结剂的加入量，从而改善了无机粘接剂砂存在的溃散性差的缺陷。

本发明实现上述目的采用以下技术方案：

一种无机粘结剂热固化法制芯工艺，它采用在宝珠砂中加入无机粘结剂水玻璃，然后在热芯盒射芯机上在射芯压力0.3-0.6MPa的压力下射芯3-10s成型，并对其在200-300℃的温度下加热固化30-150s从而得到完整的砂型。

所述的宝珠砂为真密度为2.9g/cm³的球形的宝珠砂，宝珠砂内各组分的含量分别为：Al₂O₃75-85%、SiO₂≤15%、TiO₂≤1.5%；对宝珠砂进行筛选，使其AFS细度为50-65，并调整其PH值为7-8。

所述的无机粘结剂水玻璃在宝珠砂中的添加比例为按照重量百分比为1.5-2.0%的比例进行添加。

本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、在保持足够的工艺强度的条件下，大幅度降低粘结剂加入量，从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用的问题得到了较好的解决；可以获得完全媲美于有机机粘结剂系列固化砂的出砂性能和表面质量；

2、型（芯）砂高温退让性优异，铸件热裂倾向极小，在保证最经济的获得健全铸件的同时，有效的改善了铸件表面质量，提高了铸造效率和产品质量；

3、极低的高温发气量，高温无有害气体排放，有利于环保；

4、具有优异的经济性，仅相当于树脂有机粘结剂价格的二十分之一。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面为本发明的一些具体实施例。

实施例1

1）宝珠砂的选取：

选取真密度为2.9g/cm³的球形的宝珠砂，宝珠砂内各组分的含量分别为：Al₂O₃ 84%、SiO₂ 15%、TiO₂ 1%；对宝珠砂进行筛选，使其AFS细度为50-65，并调整其PH值为8。

2）无机粘结剂的添加混制：

在上述的宝珠砂中按照重量百分比为2.0%的比例混入无机添加剂水玻璃，并将其混合均匀。

3）注芯成型

将步骤2）中混匀的水玻璃合宝珠砂通过热芯盒射芯机在0.5MPa的压力下射芯10s成相应的砂型。

4）全加热固化

将步骤3）中的砂型在250℃的温度下加热固化100s得到完整的砂型。

经检测，该砂型的性能系数如下：

AFS细度：50-65

热抗拉强度：（210℃ 3min）    1.15MPa

常温抗拉强度：5.7 MPa

热抗弯强度：（210℃ 3min）   5.5MPa

常温抗弯强度：13MPa

发气量：（1000℃）     4.6ml/g

灼烧减量：1.36%

膨胀率：0.3%

实施例2 

1）宝珠砂的选取：

选取真密度为2.9g/cm³的球形的宝珠砂，宝珠砂内各组分的含量分别为：Al₂O₃ 84.3%、SiO₂ 14.7%、TiO₂ 1%；对宝珠砂进行筛选，使其AFS细度为50-65，并调整其PH值为7.5。

2）无机粘结剂的添加混制：