[发明专利]一种无机干态覆膜砂的制备及成型方法

说明书

本发明公开一种无机干态覆膜砂的制备方法，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。本技术方案制成的无机干态覆膜砂，在密闭环境中可以长时间存放，不产生硬化结块。选择该无机干态覆膜砂制芯，结合本技术方案的成型工艺，用于制取形状复杂砂芯，砂芯表面质量好、强度高。

技术领域

本发明涉及铸造造型材料技术领域，涉及一种无机干态覆膜砂的制备及成型方法。

背景技术

目前，已有的干态覆膜砂多以有机树脂为粘结剂和固化剂，在整个铸造生产过程中，有机树脂均会带来诸多不良影响，如制芯、浇注过程中排放有毒气体，污染大气，伤害工人健康，另外有机树脂发气量大，是铸件形成气孔缺陷的主要原因。相比有机粘结剂，无机粘结剂具有无毒、环保、无污染的特点，但是，通常情况下湿态无机粘结剂砂流动性差、可使用时间短，在吹砂成型过程中经常遇到充型不足，或在充型过程中粘结剂便已经部分固化不易成型。

经检索发现，中国专利申请号201910449069.5公开了一篇关于一种改善无机树脂型砂流动性的方法及其应用方法的专利文献，材料中公开了在无机树脂型砂中加入其总重量2％-5％的无机粘结剂混砂，然后按照无机树脂型砂总重量的0.3%-0.8%加入硅烷偶联剂继续混砂，最后通入热空气干燥后去掉无机粘结剂中的水分，制成干态覆膜砂。同时还公开了该砂样的制备方法，该专利主要是改善无机树脂型砂流动性的方法，大大提高了砂的流动性。该方案仅仅只是解决了流动性的问题，对于砂芯强度和抗吸湿性能方面并未有相关改进措施和方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种无机干态覆膜砂的制备及成型方法，采用该方法可以制备出无机干态覆膜砂，提高了型砂流动性，同时克服了无机湿态覆膜砂可使用时间短的问题。通过该方法制备的无机砂芯表面质量好、砂芯强度高、抗吸湿性好。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：提供一种无机干态覆膜砂的制备方法，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。

本发明的进一步限定技术方案，前述的无机干态覆膜砂的制备方法，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。

前述的无机干态覆膜砂的制备方法，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。

前述的无机干态覆膜砂的制备方法，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；