[发明专利]一种具有优良可塑性的铸造型砂的制备工艺

说明书

本发明公开了一种具有优良可塑性的铸造型砂的制备工艺，涉及合金铸造技术领域，具体工艺如下：1）采用钼酸钠和硫脲作为原料，通过水热反应得到硫化钼纳米棒；2）在氨气环境下对硼粉和石墨粉进行球磨，经热反应得到硼碳氮纳米管；3）以五水硝酸铋和二氧化硒作为原料，硼碳氮纳米管作为沉积生长的基体，得到复合纳米管；4）将硫化钼纳米棒以及复合纳米管加入到石英基环保型砂中，混匀后即可出砂。本发明提供的工艺方法，在提升型砂可塑性能的同时，尽可能的避免型砂流动性的降低，从而使得型砂在具有优良可塑性的同时，流动性能依然可以满足需求。

技术领域

本发明属于合金铸造技术领域，具体涉及一种具有优良可塑性的铸造型砂的制备工艺。

背景技术

型砂在铸造中用来造型的材料，般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等，以粘土砂、水玻璃砂及树脂砂用的最多。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50%。通常对型砂的要求是：1、具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用；2、良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力；3、一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力；4、较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力；5、高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。

型砂在外力作用下变形，当除去外力后能完整保持所赋予的形状的能力称为可塑性。型砂可塑性的优劣，关系到能否制造出形状准确、轮廓清晰的型腔；起模时是否易损坏；是否容易修型以及铸件夹砂缺陷的多少。因此，提高型砂的可塑性，对提高铸件的质量具有重要的作用。例如中国专利CN2014102292216公开了一种可塑性好型砂及其制备方法，该技术工艺采用加入蓝晶石、绢云母，经煅烧，结合木糖醇、聚四氟乙烯、蓖麻油等粘结剂的方式增加了型砂的可塑性，但是在型砂中，粘结成分的引入易导致型砂结块，显著降低了其流动性，从而破坏了型砂的紧实度；又例如中国专利CN2015104864549公开了一种铸钢件用高可塑性的改性呋喃树脂砂及其制备方法，该技术工艺采用含软质粘土的改性呋喃树脂粘接剂提高型砂的可塑性，虽然型砂的可塑性得到很好的提升，但是该技术工艺依然没有解决引入的粘接剂导致型砂流动性降低的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有优良可塑性的铸造型砂的制备工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有优良可塑性的铸造型砂的制备工艺，具体工艺如下：

1）按重量份计，称取钼酸钠0.7-0.9份、盐酸羟胺0.6-0.8份以及硫脲1.3-1.6份，溶解于50-70份去离子水中，接着加入0.3-0.5份苄基三乙基氯化铵和0.25-0.35份葡萄糖于上述溶液中，采用浓度为2-2.5mol/L的盐酸调节pH至5.5-6.5，以80-130r/min搅拌1-2h后转入水热反应釜中，在160-170℃下反应23-26h，待反应结束后自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇交替洗涤4-5次，在60-70℃下干燥10-13h，得到硫化钼纳米棒；本发明中，采用钼酸钠和硫脲作为钼源和硫源，通过水热合成法制得棒状结构的纳米硫化钼，硫化钼的棒状纳米结构有助于将滑动摩擦转为滚动摩擦，降低了型砂的砂粒之间的摩擦系数，从而使得型砂的砂粒之间的容易相互滑动，从而可以避免型砂流动性的降低，同时，组成棒状结构的硫化钼纳米片很容易发生层间滑动而形成片层状纳米结构，在自身重力作用下流动填充到型砂的空隙处，从而有助于提高型砂的紧实度；