[发明专利]绿色型砂添加剂及其使用方法

说明书

本发明涉及铸造工业领域，尤其是一种绿色型砂添加剂及其使用方法。本发明的绿色型砂添加剂由下述原料按质量比混合而成：SiO₂ 50~85%、Al₂O₃ 9~45%、MgO 0.2~3%、Fe₂O₃ 1~8%、CaO 1~7%、Fe₃O₄ 0.5~8%。该添加剂在不发生燃烧反应，在浇注过程中无有毒有害气体产生，属于无污染，有助于节能减排的绿色环保材料。其主要用于替代传统湿型铸造中使用的煤粉等有机物添加剂，该添加剂具有优异的抗粘砂性能，降低了铸型和金属液的润湿性，提高了铸件的表面质量。

技术领域

本发明涉及铸造工业领域，尤其是一种绿色型砂添加剂及其使用方法。

背景技术

在铸造行业中，型砂是在铸造中用来造型的材料。型砂一般由铸造用砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成，也可用天然含粘土的硅砂。

型砂在铸造生产中具有极其重要的作用，因型砂的质量不稳定会造成的铸件废品率增加。通常对型砂的性能指标要求有:透气性、强度、退让性、溃散性、流动性等。为了提高铸件表面质量，减少铸造缺陷，铸造过程中往往在型砂中添入辅加物。在铸造过程中，在熔融金属液浇入铸型后，辅加物中的有机物会产生不完全燃烧以及焦化反应，铸型会产生和排放出有毒有害物质，目前国内外常用的辅加物为煤粉，其具有材料成本低、防粘砂效较好、生产效率高的优点，但其消耗量大、排放严重、在铸造过程中煤粉燃烧分解产生有毒气体和致癌物质，造成污染环境，影响工人身体健康。据统计，利用煤粉粘土砂生产铸件，每吨铸件需消耗0.8t~1t左右型砂，全国每年要废弃大量旧砂，同时消耗数以千万吨计的新砂，尤其是铸铁件铸造用的煤粉粘土旧砂，给环境带来严重黑色污染，不适应铸造工业科学发展的需要，不符合当前降耗减排的环境保护政策和国家生态文明建设的要求其对铸造工人的健康和周围环境产生不良影响。

随着经济和环保压力的增加，铸造工业领域一直在努力寻找新的材料替代含有机材料的添加剂，以满足环保和职业健康的要求，同时也能降低生产成本。目前，替代煤粉的抗粘砂新材料研究成为国内外铸造专家的重点研究课题，其中无机复合材料添加剂因其在铸造过程中不产生有毒有害气体，且对提高铸件表面质量具有较好的作用，同时其原材料来源广泛，价格低廉，成为当下热门的研究方向之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有煤粉添加剂污染大的缺陷，提供一种型砂添加剂，无污染，并具有优异的抗粘砂性能，提高了铸件的表面质量。

本发明公开了一种绿色型砂添加剂，由下述原料按质量百分比混合而成：SiO₂ 50~85%、Al₂O₃ 9~45%、MgO 0.2~3%、Fe₂O₃ 1~8%、CaO 1~7%、Fe₃O₄ 0.5~8%。

本发明中所述型砂添加剂的使用方法如下：选取质量百分比为80~90%的铸造用砂、4~12%膨润土、5~10%型砂添加剂、2~6%水，然后将上述材料混合后静置1~6分钟，然后将混合物放入储砂斗中，继而造型，浇铸金属液，待铸件冷却凝固，分离得到成品铸件。

本发明的型砂添加剂具有如下特点：

（1）本发明的添加剂原材料来源广泛，制备工艺简单，成本低，生产效率高。

（2）同时用此添加剂的型砂，在浇注过程中，能形成一层核壳结构，降低金属液与型砂的润湿性，防止粘砂的产生，而且添加剂对水分的要求较低，能降低气孔产生的几率，最终使得铸件表面光滑，质量良好。

（3）减少苯、二甲苯和二氧化硫等有害气体的排放，环保无毒、无污染。

（4）添加剂属于无机复合材料，不燃烧，运输和储存更安全。