[发明专利]一种无煤环保铸造型砂添加剂及其在型砂中的用途

说明书

本发明提供了一种无煤环保铸造型砂添加剂，添加剂按重量份称取以下成分：氧化硅60‑70份，金属氧化物20‑30份，铝硅酸盐5‑15份，无煤环保添加剂的铸造型砂的成分包括：砂，鹏润土，铁，添加剂和防粘剂，其中各成分的的重量比为砂：鹏润土：铁：添加剂：防粘剂=90‑95:2.5‑5:2‑5:1.5‑4:1‑6，所述防粘剂为石英砂，改性石灰粉，白改性云石，有机硅改性环氧酚醛树脂和改性树胶的混合物。本发明的无煤环保铸造型砂，解决传统方法在生产过程中会形成无法避免的黑色污染，使得生产工艺所需要的能耗大幅降低，缓解环保压力，减少废砂这一传统工艺的副产物的形成，最终提高铸件表面控制能力。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种无煤环保铸造型砂添加剂及其在型砂中的用途。

背景技术

铸造业是汽车、装备制造、钢铁、石化、电力等支柱产业的生产上游基础行业，是关系国计民生的重要行业，然而我国铸造行业目前正存在着诸多亟待解决的问题。首先，我国铸造行业对环境的污染较为严重，无法满足国家绿色经济发展的发展战略，除少数大型铸造企业环保措施基本到位以外，大多数工厂很少顾及环境问题。由于铸造用砂大都掺杂了煤粉来提高铸件成品表面质量，而煤粉在铸造过程中会因不充分燃烧而产生大量的一氧化碳等有害气体，造成厂区内部及周边地区不同程度的大气污染。传统方法在生产铸件的同时还会产生年均千万吨的废砂，对土壤、水和空气造成严重的破坏,环保压力巨大。据统计，我国采用手工造型为主的铸造厂占全部铸造厂的90%-95%，冲天炉配备有效环保设备的仅占5%左右，工厂生产环境恶劣，劳动作业条件差，制造技术落后，粗放式生产铸造企业占90%以上。其次，传统工艺能耗巨大，每生产一吨铸件需要消耗一吨左右的型砂（1:1），因而我国铸造业对于能源和原材料的消耗极高，铸造行业的能耗占机械工业总能耗的25%-30%，大约是铸造发达国家能耗的两倍。此外，由于铸件的工艺水平较低，铸件质量差，传统砂生产的铸件表面粘有大量的砂，光洁度差，无法直接使用，需要后续进行大量的打磨加工工艺，严重降低了生产效率，一般铸造的加工余量是发达国家的1-3倍。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种无煤环保铸造型砂添加剂及通过其制备的型砂，解决传统方法在生产过程中会形成无法避免的黑色污染，从而严重环境污染的问题，使得生产工艺所需要的能耗大幅降低，缓解环保压力，减少废砂这一传统工艺的副产物的形成，最终提高铸件表面控制能力。

技术方案：一种无煤环保铸造型砂添加剂，所述添加剂按重量份称取以下成分：氧化硅60-70份，金属氧化物20-30份，铝硅酸盐5-15份。

进一步的，所述的一种无煤环保铸造型砂添加剂，其特征在于：所述金属氧化物为氧化铝，氧化铁，二氧化锰或氧化镁任一一种或两种以上的混合物。

一种上述的无煤环保添加剂的铸造型砂，铸造型砂的成分包括：砂，鹏润土，铁，添加剂和防粘剂，其中各成分的的重量比为砂：鹏润土：铁：添加剂：防粘剂=90-95:2.5-5:2-5:1.5-4:1-6。

进一步的，所述的一种无煤环保添加剂的铸造型砂，其特征在于：所述防粘剂为石英砂，改性石灰粉，白改性云石，有机硅改性环氧酚醛树脂和改性树胶的混合物；

其中石灰粉的制备方法为：将石灰粉破碎，研磨至细度为80-150目，然后在150℃下，脱水30-60min，然后和辛癸酸甘油酯混合并研磨，得到辛癸酸甘油酯改性的石灰粉；

改性白云石的制备方法为：将白云石粉碎，研磨至细度为80-150目，配置成300-500g/L的悬浮液，然后加入淀粉和脂肪酸的混合溶液中，恒温加热搅拌30-60min，搅拌均匀后得到悬浮液，将悬浮液按体积比1:2-3加入至pH=2的盐酸溶液中，收集并洗涤沉淀，得到改性白云石粉；

改性树胶的制备方法为：将树胶配置成3-5%的树胶溶液，然后在60-80℃下的水浴中，溶胀至平衡后在树胶溶液中滴加双氧水，搅拌反应结束后，冷却至室温，干燥粉碎至100-150目即可。