本发明属于铸件铸造技术领域，具体涉及一种发热保温冒口的制备方法。
背景技术：
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。液态收缩和凝固收缩是球墨铸铁冷却过程中必须经历的两个过程，在这两个过程中，如果得不到及时补偿，往往造成缩孔、缩松等铸造缺陷，致使铸件报废。而冒口是解决这类铸造缺陷的有效手段之一，并被广泛使用。
发热保温冒口是由发热剂、保温剂和粘结剂等各种材料组成，在浇注过程中，由于冒口材料发生化学反应，使其中的金属液温度提升，从而延长金属液在冒口中的凝固时间，反流回铸型，实现补缩。随着对铸件质量要求的不断提高，现有发热冒口、保温冒口或发热保温冒口由于发热不足、保温效果差等缺点，难以满足高补缩和高排渣能力的要求，也会出现缩孔和缩松等铸造缺陷，铸件出品率也随之降低。此外，在传统工艺制作的冒口中，为了有效增强发热材料的燃烧活性，提高放热反应速度，都加入了氟化物，然而，氟元素的聚集会污染回用砂，使球墨铸铁中形成鱼眼缺陷；另外，现有多数发热保温冒口是在外加辅助能源（加热、吹气或吹雾等）条件下成型，生产周期长。
因此，亟待开发一种发热足、保温效果好的发热保温冒口，对铸件铸造等领域具有必要的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对现有的发热保温冒口发热不足、保温效果差的缺陷，提供了一种发热保温冒口的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取300～400g硅酸钙、200～300g高岭土和50～60g硅砂粉碎、过筛，得到过筛物，取200～300g过筛物、500～600ml水和30～40g玻化微珠混合后，得到悬浊液；
（2）称取20～30g氧化铈和300～400ml质量分数为25%盐酸搅拌溶解30～40min后，再加入5～8g磷酸二异辛酯和80～100ml质量分数为75%乙醇溶液，在50～100℃反应70～90min，得到产物，将产物过滤，得到滤液和滤渣，将滤液分层，得到下层液，将下层液浓缩，得到浓缩液；
（3）称取25～30g氧化铁和3～5g氧化铝经球磨、过筛，得到混合粉末，取25～30g混合粉末、10～15g铝粉、3～5g滤渣和10～15ml浓缩液混合后，得到混合料；
（4）按重量份数计，取40～50份悬浊液、15～20份混合料、3～5份酚醛树脂、8～12g镁粉和0.3～0.5份十二烷基磺酸钠混合30～40min后，移入混砂机中混制3～5min，得到坯料，将坯料经压制成型、脱模、干燥，即可得到发热保温冒口。
步骤（1）中所述的过筛物和玻化微珠混合时还可以加入3～5g硅烷偶联剂kh-550。
步骤（2）中所述的反应的温度为50～60℃。
步骤（3）中所述的氧化铁和氧化铝球磨时还可以加入10～15g氧化铜。
步骤（4）中所述的干燥的温度为160～170℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以高岭土和玻化微珠作为保温材料，将硅砂和硅酸钙填充于高岭土、玻化微珠颗粒之间，起到填充材料及耐火骨架的作用，因此本发明制备的发热保温冒口既具有良好的高温强度，又具有良好的保温性能；
（2）本发明将氧化铈部分溶解于盐酸中，再用磷酸二异辛酯螯合铈离子，而部分未溶解的氧化铈在富燃状态时可放出氧气，铈离子则可在贫燃状态时储存氧气，进而保持良好的助燃作用，且氧化铈在助燃时可催化使镁条的引燃温度降低，而氧化铁、氧化铜和铝粉配合则能够产生较高的热量和较高的引燃速度，同时氧化铝又可使燃烧的速度减缓，进而使发热保温冒口能够持续产生较高的发热。
具体实施方式
首先称取300～400g硅酸钙、200～300g高岭土和50～60g硅砂加入到粉碎机中粉碎，过80～100目筛，得到过筛物，取200～300g过筛物加入到盛有500～600ml水的烧杯中，再向烧杯中加入3～5g硅烷偶联剂kh-550和30～40g玻化微珠，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为70～80℃，转速为400～450r/min下搅拌混合25～30min，得到悬浊液，同时称取20～30g氧化铈加入到盛有300～400ml质量分数为25%盐酸的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在50～60℃，搅拌溶解30～40min后，再向烧杯中加入5～8g磷酸二异辛酯和80～100ml质量分数为75%乙醇溶液，搅拌反应70～90min，得到产物，将产物过滤，分别得到滤液和滤渣，将滤液静置分层，得到下层液，并将下层液置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至30～40min，得到浓缩液，再称取25～30g氧化铁、10～15g氧化铜和3～5g氧化铝加入到球磨机中球磨后过100～120目筛，得到混合粉末，取25～30g混合粉末、10～15g铝粉、3～5g滤渣和10～15ml浓缩液加入到烧杯中混合10～15min，得到混合料，最后按重量份数计，分别称取40～50份悬浊液、15～20份混合料、3～5份酚醛树脂、8～12g镁粉和0.3～0.5份十二烷基磺酸钠加入到烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为110～120℃，转速为300～400r/min下搅拌30～40min后，将烧杯中的物料移入混砂机中混制3～5min，得到坯料，将坯料置于模具中压制成型，脱模，将脱模后的冒口放入烘箱中，于160～170℃下干燥60～90min后，取出并自然冷却至室温，即可得到发热保温冒口。
实例1
首先称取300g硅酸钙、200g高岭土和50g硅砂加入到粉碎机中粉碎，过80目筛，得到过筛物，取200g过筛物加入到盛有500ml水的烧杯中，再向烧杯中加入3g硅烷偶联剂kh-550和30g玻化微珠，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为70℃，转速为400r/min下搅拌混合25min，得到悬浊液，同时称取20g氧化铈加入到盛有300ml质量分数为25%盐酸的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在50℃，搅拌溶解30min后，再向烧杯中加入5g磷酸二异辛酯和80ml质量分数为75%乙醇溶液，搅拌反应70min，得到产物，将产物过滤，分别得到滤液和滤渣，将滤液静置分层，得到下层液，并将下层液置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至30min，得到浓缩液，再称取25g氧化铁、10g氧化铜和3g氧化铝加入到球磨机中球磨后过100目筛，得到混合粉末，取25g混合粉末、10g铝粉、3g滤渣和10ml浓缩液加入到烧杯中混合10min，得到混合料，最后按重量份数计，分别称取40份悬浊液、15份混合料、3份酚醛树脂、8g镁粉和0.3份十二烷基磺酸钠加入到烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为110℃，转速为300r/min下搅拌30min后，将烧杯中的物料移入混砂机中混制3min，得到坯料，将坯料置于模具中压制成型，脱模，将脱模后的冒口放入烘箱中，于160℃下干燥60min后，取出并自然冷却至室温，即可得到发热保温冒口。
将本发明制备的发热保温冒口放入浇注模中，然后将冒口固定于模具上，将铁水于1200℃下浇筑即可。经检测，本发明制备的发热保温冒口的起燃时间缩短为10s，起燃温度降低为650℃，冒口整体的发热效率高，补缩率为16%，冒口内的金属液凝固时间延长了1.5倍，极大地降低了铸件缩孔和缩松。
实例2
首先称取350g硅酸钙、250g高岭土和55g硅砂加入到粉碎机中粉碎，过90目筛，得到过筛物，取250g过筛物加入到盛有550ml水的烧杯中，再向烧杯中加入4g硅烷偶联剂kh-550和35g玻化微珠，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为75℃，转速为430r/min下搅拌混合28min，得到悬浊液，同时称取25g氧化铈加入到盛有350ml质量分数为25%盐酸的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在55℃，搅拌溶解35min后，再向烧杯中加入7g磷酸二异辛酯和90ml质量分数为75%乙醇溶液，搅拌反应80min，得到产物，将产物过滤，分别得到滤液和滤渣，将滤液静置分层，得到下层液，并将下层液置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至35min，得到浓缩液，再称取28g氧化铁、13g氧化铜和4g氧化铝加入到球磨机中球磨后过110目筛，得到混合粉末，取28g混合粉末、13g铝粉、4g滤渣和13ml浓缩液加入到烧杯中混合13min，得到混合料，最后按重量份数计，分别称取45份悬浊液、18份混合料、4份酚醛树脂、10g镁粉和0.4份十二烷基磺酸钠加入到烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为115℃，转速为350r/min下搅拌35min后，将烧杯中的物料移入混砂机中混制4min，得到坯料，将坯料置于模具中压制成型，脱模，将脱模后的冒口放入烘箱中，于165℃下干燥75min后，取出并自然冷却至室温，即可得到发热保温冒口。
将本发明制备的发热保温冒口放入浇注模中，然后将冒口固定于模具上，将铁水于1250℃下浇筑即可。经检测，本发明制备的发热保温冒口的起燃时间缩短为13s，起燃温度降低为675℃，冒口整体的发热效率高，补缩率为18%，冒口内的金属液凝固时间延长了1.6倍，极大地降低了铸件缩孔和缩松。
实例3
首先称取400g硅酸钙、300g高岭土和60g硅砂加入到粉碎机中粉碎，过100目筛，得到过筛物，取300g过筛物加入到盛有600ml水的烧杯中，再向烧杯中加入5g硅烷偶联剂kh-550和40g玻化微珠，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为80℃，转速为450r/min下搅拌混合30min，得到悬浊液，同时称取30g氧化铈加入到盛有400ml质量分数为25%盐酸的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中，控制温度在60℃，搅拌溶解40min后，再向烧杯中加入8g磷酸二异辛酯和100ml质量分数为75%乙醇溶液，搅拌反应90min，得到产物，将产物过滤，分别得到滤液和滤渣，将滤液静置分层，得到下层液，并将下层液置于旋转蒸发仪中，旋蒸浓缩至40min，得到浓缩液，再称取30g氧化铁、15g氧化铜和5g氧化铝加入到球磨机中球磨后过120目筛，得到混合粉末，取30g混合粉末、15g铝粉、5g滤渣和15ml浓缩液加入到烧杯中混合15min，得到混合料，最后按重量份数计，分别称取50份悬浊液、20份混合料、5份酚醛树脂、12g镁粉和0.5份十二烷基磺酸钠加入到烧杯中，并将烧杯移入数显测速恒温搅拌器中，于温度为120℃，转速为400r/min下搅拌40min后，将烧杯中的物料移入混砂机中混制5min，得到坯料，将坯料置于模具中压制成型，脱模，将脱模后的冒口放入烘箱中，于170℃下干燥90min后，取出并自然冷却至室温，即可得到发热保温冒口。
将本发明制备的发热保温冒口放入浇注模中，然后将冒口固定于模具上，将铁水于1300℃下浇筑即可。经检测，本发明制备的发热保温冒口的起燃时间缩短为15s，起燃温度降低为700℃，冒口整体的发热效率高，补缩率为20%，冒口内的金属液凝固时间延长了1.8倍，极大地降低了铸件缩孔和缩松。