[发明专利]一种无机干态覆膜砂的制备及成型方法

权利要求书

1.一种无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：在原砂中加入按照原砂重量的1.8%～3.0%的无机粘结剂混砂，然后按照原砂重量的1.0%～1.5%加入粉末固化剂继续混砂，直至无机粘结剂砂成干燥且松散状态，经筛分制成无机干态覆膜砂；

将制备出的无机干态覆膜砂通过射芯机射入覆膜砂模具，通过超声波高频震荡水形成雾化水汽，由压缩空气吹入模具润湿无机干态覆膜砂粒表面的无机粘结剂成胶体状态，重新黏结；

最后通过覆膜砂模具加热脱水固化，建立机械强度，获得致密的无机砂芯;

所述无机干态覆膜砂达到润湿成胶体状态，需满足以下条件：

T≧；

式中：B:制备无机干态覆膜砂粘结剂添加量，单位：%；

S:平行于吹气方向的砂芯最大厚度，单位：mm；

F:雾化水汽效率，单位：g/min；

T：最短吹气时间，单位：S。

2.根据权利要求1所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述原砂为硅砂或陶瓷砂，原砂的主要指标为：含泥量≦0.3％，细粉含量≦0.3％，含水量≦0.3％，平均细度45-55，角形系数≦1.2。

3.根据权利要求1所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述无机粘结剂为硅酸盐粘结剂，按重量分数计包括以下成分：硅酸钠12～18%、硅酸钾9～15%、磷酸钠2～4%、氢氧化钾7～11%、焦磷酸钠2～4%、碳酸钾2～4%，其余为水。

4.根据权利要求3所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述无机粘结剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将水加热至65℃并保持恒温状态，然后在搅拌状态下按配比加入焦磷酸钠，直至获得清澈溶液；

（2）在65℃下，将碳酸钾、磷酸钠、硅酸钠、硅酸钾按配比分别依次加入所述步骤（1）的清澈溶液中，每加入一种组分材料搅拌至获得清澈溶液后，再加入下一组材料再充分搅拌至清澈；

（3）将氢氧化钾加入所述步骤（2）制得的清澈溶液中，在65℃下搅拌至获得清澈溶液，即为所述硅酸盐无机粘结剂。

5.根据权利要求1所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述粉末固化剂按重量百分比计包括以下成分：无定型二氧化硅94～98%、石墨粉1～2%、滑石粉1～2%、氢氧化钙0.5～1.5%。

6.根据权利要求5所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：在混料机中按配比加入无定型二氧化硅、石墨粉、滑石粉以及氢氧化钙，经搅拌混料5min，即为所述粉末固化剂。

7.根据权利要求1所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述射芯机射砂压力在0.3MPa～0.6MPa；：所述超声波高频震荡频率在1.7MHz～2.4MHz；所述压缩空气压力在0.4MPa～0.6MPa；所述覆膜砂模具温度控制在150℃～200℃。

8.根据权利要求7所述的无机干态覆膜砂的制备方法，其特征在于：所述超声波高频震荡水形成雾化水汽温度在0℃～150℃；所述超声波高频震荡形成雾化水汽效率满足150g/min～250g/min。

9.一种无机干态覆膜砂的成型方法，该覆膜砂的成型设备包括：砂斗、射砂斗、覆膜砂模具、吹气罩以及超声波雾化水汽发生器，所述砂斗通过管道连接装有射芯机的射砂斗，所述覆膜砂模具置于所述射砂斗出口处接收无机干态覆膜砂并成型，成型后的覆膜砂转移至所述吹气罩处进行雾化水汽吹气，所述吹气罩通过管道连接所述超声波雾化水汽发生器；

其特征在于：所述无机干态覆膜砂的成型方法制备砂芯包括以下步骤：

（1）按权利要求1所述的配比准备无机干态覆膜砂；

（2）将覆膜砂模具装夹在射芯机出砂口处；

（3）打开所述超声波雾化水汽发生器；

（4）按配比准备好的无机干态覆膜砂放入所述砂斗中；

（5）射芯压力设置为0.3～0.6MPa，将无机干态覆膜砂由所述射芯机射入覆膜砂模具中成型；

（6）打开压缩空气阀门，压力设置为0.4～0.6MPa；

（7）通过压缩空气将超声波雾化水汽发生器制备的雾化水汽通入覆膜砂模具，吹气时间为10s～120s，润湿砂芯后关闭压缩空气阀门；

（8）将覆膜砂模具加热至150℃～200℃，保温5min～10min后砂芯脱水硬化，即得砂芯。