[发明专利]一种铸造无机砂用粉末添加剂及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及金属铸造技术领域，具体涉及一种铸造无机砂用粉末添加剂及其制备方法和应用。其中，该粉末添加剂包括质量百分比如下的各组分：微硅粉30wt.%‑80wt.%；层片状岛状物质10wt.%‑30wt.%，所述层片状岛状物质为粉末状的无机材料，属于单斜晶系或六方晶系，其微观下呈现的形态为明显的不规则岛状块体，从纵截面观察其结构呈现层片状结构其中，所述微硅粉的平均粒径小于1μm；所述层片状岛状物质的颗粒度在50目‑1250目之间。本发明采用的物料配方在原材料的组成中突出了具有较大的粒径且滑动性很好的层片状岛状物质的作用，并利用各组分的粒度级配设计实现粉末添加剂的均匀化分散，有效解决了微硅粉团聚结块的问题，在使用过程中能够有效提高无机砂混合物的分散性和强度。

技术领域

本申请涉及金属铸造技术领域，特别是涉及一种铸造无机砂用粉末添加剂及其制备方法。

背景技术

近十几年来，新型双组分无机粘结剂已经开始应用于汽车铝合金副车架、电机壳等这类大尺寸复杂空心薄壁铝合金的铸件生产，用于大批量、高效率地制造精密的铸型、砂芯，其具有对环境污染小、强度高、溃散性好等优点，是一种很有前景的绿色铸造材料。

新型双组分无机粘结剂由液剂和粉末两种组分构成，液剂一般选用改性水玻璃，粉末通常可以由一种或多种粉体混合而成，这些粉体根据其用量和作用的不同可分为固化剂、填料、改性剂等类别。其中，固化剂为粉末的基体，一般选用平均粒径0.3μm的微硅粉。无机砂的制备过程一般是先将上述液剂、粉末和原砂按照一定的顺序混合均匀得到流动性良好的无机砂混合物，后续再配合无机砂芯的制备工艺得到综合性能良好的砂芯。

在无机砂的制备过程中，微硅粉由于颗粒较小，且具有较大的比表面积常常会发生团聚现象，使得微硅粉的固化特性不能完全发挥作用，因此常常需要添加大量的微硅粉。但大量微硅粉的添加会造成无机砂混合物的流动性和填充性能变差，最终导致获得的无机砂芯强度低、强度极其不稳定，从而影响工业生产效率和合格率。

发明内容

本申请所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术的现状提供一种铸造无机砂用粉末添加剂，能够解决在混砂过程中微硅粉容易团聚、固化特性不能完全发挥作用的问题。

本申请所要解决的第二个技术问题是提供上述铸造无机砂用粉末添加剂的制备方法，基于粒度级配采用分级混匀制备程序，对粉末添加剂的各组分进行均匀化分散。

本申请所要解决的第三个技术问题是提供一种上述铸造无机砂用粉末添加剂用于制作铸造用双组分无机粘结剂的应用。

为解决上述技术问题，本申请所采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种铸造无机砂用粉末添加剂，包括占原砂质量百分比如下的各组分：微硅粉：30wt.%-80wt.%；层片状岛状物质：10wt.%-30wt.%；

其中，所述层片状岛状物质为粉末状的无机材料，其微观下呈现的形态为不规则的岛状块体，从纵截面观察其结构呈现层片状结构；手指触碰时该类物质滑动性很好，颗粒十分细腻；该类物质属于单斜晶系或六方晶系，是能够承受800℃以上高温的一类层片状无机矿物粉末；所述微硅粉的平均粒径小于1μm；所述层片状岛状物质的颗粒度在50目-1250目之间。层片状岛状物质的粒径较大，其特殊的形状及物理特性有利于降低微硅粉的团聚问题，使微硅粉更好地发挥其固化性能。

优选地，所述微硅粉选用非结晶型二氧化硅，更有利于提高铸造砂芯的强度，保证铸造砂芯的使用效果。

优选地，所述微硅粉可以选用二氧化硅含量95%以上的高纯度微硅粉，更有利于砂芯强度和抗吸湿性的提高。

优选地，所述层片状岛状物质选用白云母粉、黑云母粉、绢云母粉、石墨、钠基膨润土、煅烧高岭土、水滑石、蒙脱石中的一种或几种物质。