[发明专利]一种高强度环保粘土湿型砂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度环保粘土湿型砂的制备方法，本发明属于铸造技术领域，本发明通过对粘土湿型砂进行改性处理，使用了细菌纤维素和改性木质素等对湿型砂进行改性处理提高其强度，并且原料来源广泛，成本低，对环境污染小，生产成本降低，生产效率提高，同时可节约煤粉能源，真正实现了环保节能、零污染、铸件品质的大幅度提升，尤其是其不粘砂、不冲砂、无气孔、铸件表面光亮细腻、成品率高等特色。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种高强度环保粘土湿型砂的制备方法。

背景技术

国内铸造工厂普遍使用以海岸砂和沙漠砂为骨干、以黏土为黏结剂、再加入煤粉等附加物等组成的黏土砂。黏土砂生产的铸件尺寸精度和表面质量较差，易产生粘砂和夹砂、结疤等缺陷，尤其是厚壁件，粘砂就更严重。为了避免粘砂和夹砂类缺陷，必须在湿型砂中加入一定量的煤粉。对于厚壁铸件，当煤粉加入量不足时，起不到防粘砂作用，而当煤粉加入量过大时，型砂发气量过大致使铸件产生气孔。煤粉属于黑色粉状物，场地作业环境空气颗粒物污染严重。铸铁件湿型砂中的煤粉具有显著的抗粘砂和使表面光洁效果。煤粉的优点是价格低廉，供应充分易得，应用灵活方便，因而在生产中广泛应用。但是，煤粉还有多种缺点：肮脏，恶化劳动条件和污染环境，车间粉尘中煤粉残留物约占50％。浇注时排放出大量挥发性气体不利于身体健康；落砂后形成的灰分和焦炭残留在型砂中，需要加入更多的水分和膨润土才能保持合适的强度和韧性等造型性能；有的煤粉还可能引起自燃。为了防止污染环境、改善劳动条件，从上世纪60和70年代欧美各国就大力研究和试用不含煤粉的替代品。我国有些单位从上世纪70年代末起也进行过类似研究，至今仍然普遍关注不含煤粉或减少煤粉含量的代用品。黏土湿型砂制成的砂型强度不高，砂型表面的稳定性也不够好，铸件易于产生冲砂及其他相关的缺陷，只能用于制造小型和中型偏小的铸件。将黏土与水混匀并使之涂布于砂粒表面，需要很长的时间，所需的能量很多。砂处理系统复杂，设备庞大。本领域技术人员亟待开发出一种新型的高强度环保粘土湿型砂的制备方法，以满足更高的使用需求和性能要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度环保粘土湿型砂的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高强度环保粘土湿型砂的制备方法，包括以下步骤：一、将无机填料、粘土和浆料改性剂、水均匀混搅拌合制成浆料后喷粉制得粉浆料，其中在所述无机原料中，粘土的用量为无机填料用量的14.0~16.0wt%，水的用量为无机填料用量的40~60wt%，所得粉浆料通过干燥调湿喷粉控制为水分9~12.5%；

二、室温下在水中均匀混合添加剂而制得添加剂分散液，其中所述添加剂是能均匀分散于水中、且能提高型砂强度的添加剂，所述添加剂分散液为聚乙二醇10~15份、改性木质素12~15份、羧甲基纤维素钠5~7份、纤维素3~4份、石墨化炭黑1~2份、硅砂23份组成；

三、将所述添加剂分散液与所述粉浆料均匀混合，期间控制水份含量，即制得高强度环保粘土湿型砂。

进一步的，所述步骤一的无机填料包括莫来石、铝矾土和蛇纹石粉，其中莫来石的含量为25~40wt%，铝矾土的含量为20~35wt%，蛇纹石粉的含量为20~40wt%。

进一步的，所述步骤一的浆料改性剂由增稠剂琼脂和乳化剂山梨坦橄榄油酸酯按重量份数1∶1混合均匀制得。

进一步的，步骤一所述浆料改性剂添加剂的添加量为无机填料质量的0.3~1.5%。

进一步的，所述步骤三将所述添加剂分散液与所述粉浆料均匀混合后，水分通过烘干调湿控制在3.5~4.0wt%。

进一步的，步骤二将所述添加剂分散液并与所述粉浆料均匀混合后，还进行陈化，30℃陈化时间为16~24小时。

进一步的，步骤一所述纤维素为细菌纤维素。