[发明专利]一种环保水玻璃砂壳型铸造工艺

说明书

本发明涉及铸造与壳型制备技术领域，具体涉及一种环保水玻璃砂壳型铸造工艺。以改性水玻璃为粘结剂，以硅砂为骨料，加入增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，将水玻璃砂射入模型，将固化后的水玻璃砂壳型从模型中顶出，进行浇注。本发明以铸铁材料制作模具，以无机水玻璃为粘结剂制成环保水玻璃砂壳型，提高了铸件的表面质量，保证了铸件的表面及尺寸精度，提高铸件的内部质量。

技术领域

本发明涉及铸造与壳型制备技术领域，具体涉及一种环保水玻璃砂壳型铸造工艺。

背景技术

水玻璃砂壳型铸造是与覆膜砂壳型铸造类似一种半精密铸造方法。壳型铸造-用薄壳铸型生产铸件的铸造方法。壳型铸造是德国人J.克罗宁于1943年发明的，1944年在德国首次应用，1947年后其他国家开始采用。一些国家的许多企业开始广泛采用和发展了壳型铸造法。这种新的方法能使铸件表面更加光洁，尺寸更加准确，减少或不需要机械加工，可缩短生产周期，节约金属材料，降低成本;而且铸模可用自动机械制成，不需要熟练工;尤其适用于各种金属中小型铸件的成批和大量生产。

我国覆膜砂壳型铸造的应用研究起步于20世纪70年代，稍晚于国外。覆膜砂壳型具有厚度小、强度高、发气大、溃散性好性能，大幅度提高铸件的质量，目前覆膜砂壳型铸造已经成为主流工艺之一。然而，覆膜砂壳型在固化及金属液浇注、凝固过程中均会放出大量的有毒气体，严重污染环境，一些发达国家已禁止使用。我国已把解决环保问题提到重要位置，传统覆膜砂壳型（树脂砂型）有被淘汰的趋势，开发绿色环保型水玻璃砂壳型铸造已势在必行。水玻璃砂是具有不燃烧、耐高温、不析出有毒物质的绿色铸造用砂，水玻璃砂壳型铸造必是21世纪铸件生产的首选工艺。

发明内容

鉴于目前广泛使用的覆膜砂壳型铸造发气大、有毒物排放问题，提供一种绿色环保型的水玻璃砂壳型的铸造工艺，从环保以及铸件质量两方面都具有推广价值，可以预见其会成为未来主流铸造工艺技术。

为达到上述目的，本发明的技术方案是一种环保水玻璃砂壳型铸造工艺，其是以改性水玻璃为粘结剂以硅砂为骨料，加入一定量的增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，制备水玻璃砂壳型、砂芯及其浇注的系统。

其以改性水玻璃为粘结剂，以硅砂为骨料，加入增强剂，采用加压水平或垂直射砂工艺，将水玻璃砂射入模型，将固化后的水玻璃砂壳型从模型中顶出，进行浇注。

该方法的具体步骤如下：

步骤1：以两级粒度硅砂为骨料，以1.5～4.5%绿色环保型的改性水玻璃为无机高温粘结剂，加入0.1～2%的固化剂，在混砂机中高速搅拌混砂，混砂时间为20～60S，以保证水玻璃砂均匀；

所述改性水玻璃为沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司出售的通用型号为W304的改性水玻璃。

步骤2：将混合好的水玻璃砂定量加入到射砂机中，采用加压射砂方式将水玻璃砂射入模型，形成适宜厚度的水玻璃砂壳型；

步骤3：采用热固化或吹气固化方法，快速固化模型中的水玻璃砂，将固化后的水玻璃砂壳型顶出，然后喷涂醇基涂料，烘干；

步骤4：利用步骤3中的水玻璃砂壳型，进行浇注。

基于上述技术方案，浇注后，铸件尺寸和表面精度高，水玻璃壳型易于溃散，而且不扬尘、不生成有毒有害气体。有效解决水玻璃砂溃散性差，难以清理的问题，最重要的是解决了通用树脂覆膜砂有毒物排放问题。该工艺可应用于大批量中小件的高效率自动化生产，使智能绿色铸造成为可能。

基于上述技术方案，将固化后的水玻璃砂壳型顶出，水玻璃砂壳型与模具均可以重复可利用。

进一步的，所述步骤2中的射砂用气体是氧气。

进一步的，所述步骤2中射砂压力各方向均等，水平与垂直方向均为0.4～0.8MPa，射砂层厚度为10～20mm。