专利名称：一种防粘铸造型砂的制备方法
技术领域：
本发明涉及铸造领域，特别涉及砂型铸造领域。
背景技术：
目前，用砂型铸造生产的铸件占总铸件的80%。砂型铸造的造型材料在铸造生产中占有重要的地位，它直接影响铸造生产的能源消耗、环境污染，以及铸件的质量、生产效率和成本。国内外广泛使用的煤粉粘土湿型砂，一般由原砂、粘结剂、煤粉添加物等与水混制而成，具有一定的防粘砂效果和材料成本低、生产效率高的优点，但其消耗量大、排放严重、在铸造过程煤粉燃烧分解产生有毒气体污染。为了避免铸件粘砂和夹砂类缺陷，在湿型砂中必须加入一定量的煤粉。煤粉之所以具有防粘砂、抗夹砂的能力，是由于煤粉中的挥发分能在高温下热解成一层闪亮的碳膜光亮碳涂覆在铸型_金属界面上，对金属起到物理的屏障作用，同时它也不被铁水润湿，可阻止铁水的渗入，防止粘砂类缺陷的产生。煤粉的另一个重要性质就是它在500 600°C发生软化结焦，这种充填在砂粒孔隙之间的海绵状物质，可以吸收石英砂在600°C左右发生的剧烈膨胀，从而减少由于型砂膨胀而产生的结疤缺陷。但是，在型砂配置加煤粉和输送及浇注落砂回砂过程中，作业环境周围弥漫着煤粉微粒，造成黑色污染；煤粉的不完全燃烧会产生大量的CO等有毒化学气体，造成化学污染，对人体的危害更大。煤粉的主要缺点还体现在以下几点(1)由于煤粉的原料-工业用煤在我国是一种很重要的能源材料，而且用于加工铸造用煤粉的原料煤必须是优质煤。随着能源危机的日益严重，如果在湿型砂中继续使用煤粉，将面临着被截流的危险。(2)由于煤粉的光亮碳生成率较低。当煤粉加入量不足时，起不到防粘砂作砂的透气性。而且煤粉的焦化是吸热反应。会使铁水冷却的更快，不易控制灰铁的冷却工艺。(3)煤粉在燃烧后将残留下一些低熔点的灰分残渣，这些灰分与死粘土一起包覆在砂粒表面。形成“鱼卵石化使型砂的耐火度降低。增加了型砂次生机械粘砂的倾向。而且型砂中灰分的大量积累会导致型砂透气性的下降，含水量增加。煤粉砂在循环使用时，灰分含量增加很快，需要补加大量的新砂才能保证型砂的其它性能不降低，这又使得铸件的成本增加。(4)由于煤粉是黑色粉状物，所以从加工、运输、储存直到整个生产过程都是尘埃飞扬，严重恶化了环境卫生。使周围的人们深受其害。另外，煤粉在浇注时发出难闻的气味，冒出大量浓烟。这种烟气中含有有毒物一氧化碳和致癌物3，4苯并芘，而且煤粉烟雾的累积物烟炱以及煤粉在缺氧状态下燃烧生成的煤焦油也属于致癌物。由上可见，煤粉粘土湿型砂已经不适应铸造工业科学发展的需要和当前降耗减排的环境保护政策。所以，近些年，为了减少煤粉粘土砂对环境的污染，铸造工作者一直设法寻找合适的代用品。中国专利申请号为201010022459. 3的专利申请公开了一种防粘砂，其采用的防粘助剂为Fe2O3、Fe3O4、Na2CKK2O、MgO、CaCKAL2O3或者含有这些化学组分的材料的一种或几种组成，粒度小于50目。虽然取得了一定的效果，但这些助剂仍为工业物质，成本仍然偏高， 且改善铸件表面光洁度效果有限。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种防粘铸造型砂的制备方法，该方法制备的型砂不添加煤粉、主要以玉米面粉和锯加工木屑为防粘助剂，以期降低成本，并改善铸件表面光洁度。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种防粘铸造型砂的制备方法，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂70-85份，膨润土 6-8份，玉米面粉2-5份，锯加工木屑1_3份，稻糠粉0. 5-1份，水5_10 份；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量20-30%的水，浸泡3-6小时，得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的30-40%，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量10-20%的水，混合1-2小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小时即可。所述玉米面粉由玉米破碎加工而成，优选粒度为80-100目和100-120目的各占 50%。所述锯加工木屑为普通木器加工厂锯加工木材时产生的木屑，优选粒度为40-80目。所述稻糠粉为水稻在加工大米过程中脱去的谷壳加工而成，优选粒度为80-120目。本发明的防粘铸造型砂的制备方法的有益效果为(1)采用分步混合，特别是采用第1)步，先将玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉进行浸泡处理，使得其与普通型砂和膨润土的润湿性更好，使得型砂各组分混合更均勻；(2)本发明方法制备的防粘铸造型砂不含煤粉；(3)本发明方法制备的防粘铸造型砂采用木器厂的废品锯加工木屑，以及可再生的低成本农作物玉米面粉以及稻糠粉为防粘助剂，成本低，节约资源。(4)本发明方法制备的防粘铸造型砂在铸造过程中，不产生有毒、有污染的有害气体，绿色环保。(5)本发明方法制备的防粘铸造型砂通过玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉的合理搭配及合理的配比，使得制备的型砂质量优异，采用该型砂生产的铸件表面光洁度高。
具体实施例方式实施例一一种防粘铸造型砂的制备方法，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂80份，膨润土 7份，玉米面粉3份，锯加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉为80-100目和100-120目的各占50%，锯加工木屑的粒度为40-80目，稻糠粉的粒度为 80-120目；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量20%的水，浸泡6小时，得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的30%，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量20%的水，混合1小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合4小时即可。实施例二—种防粘铸造型砂的制备方法，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂80份，膨润土 7份，玉米面粉3份，锯加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉为80-100目和100-120目的各占50%，锯加工木屑的粒度为40-80目，稻糠粉的粒度为 80-120目；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量30%的水，浸泡3小时，得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的40%，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量10%的水，混合2小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2小时即可。实施例三一种防粘铸造型砂的制备方法，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂80份，膨润土 7份，玉米面粉3份，锯加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉为80-100目和100-120目的各占50%，锯加工木屑的粒度为40-80目，稻糠粉的粒度为 80-120目；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量25%的水，浸泡4小时，得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的35%，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量15%的水，混合1. 5小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合3小时即可。采用实施例一至三的方法所制备的防粘铸造型砂的工艺性能为湿压强度(MPa)0. 090-0. 095透气性100热湿拉强度(KPa)320-330破碎指数(j) 80-83%利用上述实施例三制备的防粘铸造型砂浇注阶梯试样，浇注条件液体金属牌号 HT200，浇注温度 1360°C。阶梯试样不同厚度的表面粗糙度如下6-10mm 6. 0 μ m6-20mm 5. 8 μ m6-30mm 5. 3 μ m6-40mm 6. 2 μ m。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种防粘铸造型砂的制备方法，其特征在于，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂70-85份，膨润土 6-8份，玉米面粉2-5份，锯加工木屑1_3份，稻糠粉0. 5-1 份，水5-10份；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量20-30%的水，浸泡3-6小时， 得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的30-40%，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量10-20%的水，混合1-2小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小时即可。
2.如权利要求1所述的防粘型砂的制备方法，其中第1)步加入总量25%的水，浸泡4 小时；第2)步称量普通型砂总量的35%，再加入占总量15%的水，混合1. 5小时；第3)步混合3小时。
3.如权利要求1所述的防粘铸造型砂的制备方法，其中所述玉米面粉由玉米破碎加工而成，粒度为80-100目和100-120目的各占50%。
4.如权利要求1所述的防粘铸造型砂的制备方法，其中所述锯加工木屑为普通木器加工厂锯加工木材时产生的木屑，粒度为40-80目。
5.如权利要求1所述的防粘铸造型砂的制备方法，其中所述稻糠粉为水稻在加工大米过程中脱去的谷壳加工而成，粒度为80-120目。
全文摘要
本发明公开了一种防粘铸造型砂的制备方法，所述型砂由以重量份计的下述组分组成普通型砂70-85份，膨润土6-8份，玉米面粉2-5份，锯加工木屑1-3份，稻糠粉0.5-1份，水5-10份；其制备方法包括如下步骤1)按配比称量玉米面粉、锯加工木屑、稻糠粉，加入总量20-30％的水，浸泡3-6小时，得浆料；2)按配比称量膨润土，并称量普通型砂总量的30-40％，与第1)步的浆料一起放入混砂机中，再加入占总量10-20％的水，混合1-2小时；3)在混砂机中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小时即可。
文档编号B22C1/02GK102303092SQ201110244480
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者张明 申请人:无锡华冶钢铁有限公司