[发明专利]陶瓷砂无机粘结剂以及陶瓷砂循环利用的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其是涉及一种陶瓷砂无机粘结剂以及陶瓷砂循环利用的铸造方法。

背景技术

铸造行业是我们国家机械制造的基础产业，但同时也是一个高耗能、高排放、高污染的重灾区。以铸钢件为例，因其多品种小批量的特性，在很多厂家依然保留着沿用数十年的铸造工艺，该工艺灵活性强但效率低，对原物料的损耗大，固体废弃物排放量大，而且铸件品质和质量无规律可寻，不稳定。现有铸造中，一般使用碱性酚醛树脂造型和砂再生工艺，铸造完成后有大于20％的固体废弃物的排放。同时，树脂砂也是铸造过程中产生有毒气体的重要来源，特别是在浇注和清砂工部，析出的有毒气体的种类较为复杂，处理十分困难。

铸钢行业的污染问题主要在造型工艺，而造型工艺的污染来源就在造型材料，如何找到一个好的材料和整体的造型工艺解决方案，使其达到绿色、环保甚至零排放的目标，对于解决铸钢行业污染问题和铸钢行业的可持续发展是有积极意义的，同时也是铸造企业转型升级的关键问题。

因此，研究摸索出一套铸造砂可循环利用，并且在铸造过程中实现有害气体低排放，基本达到固废零排放的铸造方法，应用于铸钢行业造型工艺整体解决方案，以实现铸造的绿色、环保和零排放的目标，对我国铸造工业转型升级，节能减排具有现实的意义。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种陶瓷砂无机粘结剂，所述的无机粘结剂主要由硅酸钠盐这种无机材料组成，具有粘结性能强、用量少、固化可使用时间长和溃散性能好等优点，该粘合剂与陶瓷砂配合使用，铸造用陶瓷砂可循环利用。

本发明的第二目的在于提供一种陶瓷砂循环利用的铸造方法，该方法通过混砂造型、涂料浇筑以及落砂再生等步骤进行铸造，该铸造方法陶瓷砂可以循环利用，降低了铸件的生产成本，同时，其通过采用无机粘合剂和陶瓷砂进行混砂以及纯机械落砂再生的方法，进而达到有害气体低排放，固废基本达到零排放的效果。

本发明提供的，一种陶瓷砂无机粘结剂，所述无机粘结剂主要由以下重量百分比的原料在高压釜中制得，硅酸钠盐90～95％和改性剂5～10％：

进一步的，所述无机粘结剂主要由以下重量百分比的原料在高压釜中制得，硅酸钠盐93％和改性剂7％：

进一步的，所述改性剂主要由有机类物质和无机类物质组成，

其中，所述有机类物质包括淀粉和树脂；所述无机类物质包括石墨和金属盐。

本发明提供的，一种陶瓷砂循环利用的铸造方法，包括以下步骤：

(1)混砂造型，将陶瓷砂与上述的陶瓷砂无机粘合剂充分混合，随后加入固化剂造型，制得砂芯；

(2)涂料浇筑：在砂芯上涂覆涂料，随后进行浇铸，制得成型产品；

(3)落砂再生：将成型产品落砂，落砂后的陶瓷砂表面有无机粘结剂膜，将表面有无机粘结剂膜的陶瓷砂进行再生处理，得到循环利用的再生陶瓷砂。

进一步的，所述步骤(1)陶瓷砂为耐火度大于1800℃，热膨胀系数小于1.1m/K，强度大于0.65MPa球形陶瓷砂。

进一步的，所述步骤(1)陶瓷砂与陶瓷砂无机粘合剂混合的重量比为100：2～3。

进一步的，所述步骤(1)固化剂为乙酸乙酯。

进一步的，所述步骤(2)涂料为骨料级配涂料。

进一步的，所述步骤(3)再生处理包括以下步骤：将落砂后的陶瓷砂放入砂擦磨器，通过砂与砂的相互磨擦去掉陶瓷砂表面的无机粘结剂膜，随后经过浮腾除尘，吸走剥离的无机粘结剂膜并过筛除掉微粉，得到循环利用的再生陶瓷砂。

进一步的，所述方法还进一步包括步骤(4)再生筛选，将得到的循环利用的再生陶瓷砂的残钠含量和圆形度进行测定，对残钠含量和圆形度不能达到相应铸造工艺要求的陶瓷砂，重复上述步骤落砂再生。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的陶瓷砂无机粘结剂，该粘结剂是在硅酸钠盐中加入改性剂，随后对其进行釜化、改性而诞生的一种新型粘结剂材料，该粘结剂粘结性能强、用量少，固化后可使用时间大于72小时；同时溃散性能好，可以降低因烧结导致的清理劳动强度，使陶瓷砂可以循环利用；此外，由于其主要由硅酸钠盐这种无机材料组成，因此在浇注和清砂过程中可以实现有害气体低排放。