[发明专利]一种除尘灰陶粒砂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种除尘灰陶粒砂及其制备方法与应用，按照重量份，制成所述的陶粒砂的原料包括如下成分：除尘灰70‑80重量份、水泥10‑15重量份、VAE胶粉1‑5重量份和硅灰1‑5重量份。本发明的除尘灰陶粒砂取代了传统用砂制作覆膜砂，首先，除尘灰陶粒砂的堆积密度小、角形系数好、同等重量条件下比表面积大，在制备覆膜砂中消耗的粘结剂少，在制备覆膜砂过程中具有更好的覆膜效果；本发明制备的陶粒砂的晶相以莫来石为主，具有很强的耐高温性能以及良好的热稳定性，有助于保证铸件的尺寸精度；且本发明的除尘灰陶粒砂的制备工艺简单，制备过程中无需消耗大量的能源，相对其他常用的覆膜砂用原砂成本低。

技术领域

本发明属于铸造工业技术领域，具体涉及一种除尘灰陶粒砂及其制备方法与应用。

背景技术

铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型，待其凝固成形的加工方式，被铸金属有铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。在铸造生产过程中，组成铸型的骨料和主要成分为硅砂，现阶段覆膜砂用砂主要为石英质砂、非石英质砂、人造砂等。其中，石英质砂主要为普通的硅砂，非石英质砂又分为镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂等，人造砂又分为人工复合砂、顽辉石砂、碳粒砂等。

随着我国铸造行业的迅猛发展，对铸造材料的要求越来越高，传统覆膜砂铸造用砂的缺点变得越来越突出，石英质的硅砂出现耐火度较低、热膨胀量大、角形系数大、流动性差的缺点，引起铸件出现粘砂、脉纹、变形以及开裂等缺陷。而非石英质砂又分为镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂等，虽然综合性能较高，但资源稀缺、价格昂贵。同时也因为在生产过程由于机械破碎导致角形系数大，在相同树脂量的条件下强度偏低，人造复合砂虽然制作工艺简单，但因化学成分杂乱易引起铸件的冶金成分的变化，导致铸件出现质量问题，处在浇铸时的高温环境时，优势不明显。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种除尘灰陶粒砂及其制备方法与应用，本发明的的陶粒砂利用除尘灰制成，具有制备工艺简单、耐火度高、热膨胀率低、角形系数好等特点，制备的覆膜砂溃散性好，铸件容易清理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种除尘灰陶粒砂，按照重量份，制成所述的陶粒砂的原料包括如下成分：除尘灰70-80重量份、水泥10-15重量份、VAE胶粉1-5重量份和硅灰1-5重量份。

本发明的除尘灰是选取铸造厂、再生砂线、覆膜砂线等工厂生产过程中产生的粉尘经过除尘灰系统收集后的产物。VAE胶粉是一种水溶性乳胶粉，溶于水后渗透到陶粒砂的内部，当水分蒸发，重新形成弹性体填充到裂缝中，有效缓解内应力，从而提高陶粒砂的整体抗压强度。

本发明人经过大量试验发现，采用上述比例的各原料制备的陶粒砂的角形系数好、耐火度高、堆积密度小、同等重量条件下比表面积大，在制备覆膜砂过程中消耗的粘结剂少。本发明制备的陶粒砂的晶相以莫来石为主，具有很强的耐高温性能以及良好的热稳定性，有助于保证铸件的尺寸精度。

进一步的，按照重量份，制成所述的陶粒砂的原料包括如下成分：除尘灰73-78重量份、水泥12-13重量份、VAE胶粉2-4重量份和硅灰2-4重量份。

进一步的，按照重量份，制成所述的陶粒砂的原料包括如下成分：除尘灰75重量份、水泥12.5重量份、VAE胶粉3重量份和硅灰3重量份。

进一步的，所述的除尘灰陶粒砂的堆积密度为1.45-1.54g/cm³，热膨胀系数为4.5-6.5×10^-6/K。

本发明的除尘灰陶粒砂的化学成分如表1所示：

表1