[发明专利]真空置换－酯固化水玻璃砂联合硬化法

说明书

本发明属于铸造的造型制芯工艺技术。

本发明的背景技术：①CO₂-水玻璃砂硬化工艺。特点：是最普遍使用方法，靠通CO₂脱水硬化，具有成型硬化快，操作简便，成本低，适应性强。不足点：水玻璃加入量高(一般≥7％)，型砂残留强度高，溃散性差，出砂清理困难，若用水爆清砂自理铸件易产生裂纹，铸件质量差，型砂存放性差，冬季硬透性差，耗CO₂气多，旧砂再生难，废弃则污染环境。②酯固化水玻璃自硬少工艺。特点：八十年代新工艺，靠有机酯生成的醇对水玻璃强脱水自硬，具有型芯砂强度高，水玻璃加入少，铸件出砂清理较好，铸件质量好，操作简便，旧砂可干法回用，对环境污染很少。不足点：水玻璃与有机酯多属于非铸造专用，故配套效果差，型砂工艺性能差，硬化时间长，起模时间可调性差，冬季型砂硬透性差，难以适应生产线批量生产。③VRH-CO₂水玻璃砂真空置换硬化工艺。特点：靠真空置换，CO₂脱水硬化。具有加入水玻璃少，通CO₂少，型砂流动性好，可使用时间长，铸件质量较好，旧砂干法回用高，对环境无污染，适用于生产线生产。不足点：砂型强度不高，冬季硬透较差，铸件易产生掉砂、夹砂等缺陷。型砂(芯)的溃散性较差。④酸固化呋喃树脂自硬砂工艺。特点：八十年代新工艺，靠固化剂与树脂反应而硬化。砂型(芯)强度高，铸件质量好，型(芯)砂溃散性好，铸件出砂清理易，旧砂干法回用高，冬季硬透性好，适于生产线生产。不足点：高温热塑性差，对于薄壁、结构复杂、壁厚差大的铸钢件易产生裂纹，易引起表面渗碳、渗硫导致表面微型和气孔等缺陷。铸件成本高。产生的有害烟气污染环境。

本发明的设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种新的造型联合硬化技术，以解决背景技术中存在的不足，实现在铸钢批量生产方面获得成本低、操作简便、便于机械造型线生产或手工造型生产，且对环境无污染的高质量铸件。

本发明的设计方案：1、本发明是在VRH-CO₂真空置换脱水硬化为主的基础上，加入一种经过改进的铸造专用自硬砂固化剂——专利申请号97119081.X的有机酯。具体操作是：在造型用新砂中按顺序加入一定量的有机酯与水玻璃混匀成造型用型砂，造型经抽真空吹CO₂处理，硬化后脱模。2、本发明主要用于铸钢件生产，也可用于铸钢件及有色金属铸件生产。本发明所用的原砂为镁橄榄石砂、石英砂及其它造型用砂，混制的型砂既可作为面砂也可作为单一砂。本发明主要用于生产线上，也可用于手工造型生产。6、详细设计方案：①真空置换——酯固化水玻璃砂联合硬化法，造型用型砂的组份构成为水玻璃加入重量为原砂重量的2.0％～5.5％，专用有机酯的加入重量为原砂重量的0.1％～2.2％，专用有机酯快酯加入重量为原砂、水玻璃、专用有机酯重量之和的0～50％。②真空转换硬化法，由水玻璃、专用有机酯、原砂混匀成造型用型砂或由水玻璃、专用有机酯、专用有机酯快酯、原砂混匀成造型用型砂，造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持时间2～15min或造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持时间2～15min，吹入CO₂气体，吹入压力P_CO2=0.1～0.5Mpa，时间3～10min。水玻璃加入重量为原砂重量的2.0％～5.5％，专用有机酯加入重量为原砂重量的0.1％～2.2％，专用有机醋快酯加入重量为原砂、水玻璃、专用有机酯重量之和的0～50％。