本发明涉及铸造添加剂领域，具体涉及一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂。
背景技术：
水玻璃石英砂以其设备简单、操作简便、成本低廉、无毒等特点，从50年代开始就应用于铸造生产，特别是铸钢件的生产，但由于其溃散性差、铸件粘砂严重、表面质量差等缺陷，限制了其推广应用。
铸钢件的浇注温度一般在1500℃以上，浇注后瞬间铸型界面的温度上升到1500℃左右，在强烈的热作用下，铸件表面的金属氧化物和水玻璃石英砂混合料发生化学反应，形成硅酸盐，硅酸盐熔点低，易过度烧结，易向混合料缝隙中渗透，把未融化的砂粒包在一起，造成严重粘砂，不易清理。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，使得水玻璃石英砂在浇注时能形成可剥离烧结层，防止粘砂。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，由以下重量份的原料组成：氧化硅20-25份、纳米碳球12-20份、氧化锰5-8份、铁粉10-15份、铜粉7-12份、氧化锌6-9份、氮化硼3-6份；所述纳米碳球的制备方法为：在反应釜中配制浓度为12-15％的甘露糖溶液，向溶液中加入溶液总重量2-3％的石墨粉，将反应釜放入烘箱中在200-230℃条件下反应3-5h，冷却，抽滤，放入真空烘箱中150-180℃下烘制4-6h，制得所述纳米碳球。
优选的，所述氧化硅的粒径为80-100目。
优选的，所述氮化硼为立方氮化硼，粒径为60-80目。
优选的，所述铁粉和铜粉的纯度均大于99.5％。
优选的，所述添加剂制备方法如下：(1)将所有原材料混合均匀，球磨；(2)将混合料压制成圆饼块状，保压10-12s，放入100-120℃烘箱中保温1-2h；(3)将保温后的圆饼块破碎，粉碎，过120目筛，制得添加剂。
(三)有益效果
本发明提供了一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，添加剂中的氧化硅、碳球和铁粉起到承接作用，连接铸件与石英砂，使得浇注时不会立刻发生剥离现象，同时碳球和铁粉、铜粉、氮化硼配合使用，有利于增加添加剂的润滑性，使得在烧结时容易从铸件表面脱落，防止粘砂。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，由以下重量份的原料组成：氧化硅20份、纳米碳球20份、氧化锰6份、铁粉13份、铜粉8份、氧化锌8份、氮化硼3份；所述纳米碳球的制备方法为：在反应釜中配制浓度为15％的甘露糖溶液，向溶液中加入溶液总重量2％的石墨粉，将反应釜放入烘箱中在230℃条件下反应3h，冷却，抽滤，放入真空烘箱中180℃下烘制4h，制得所述纳米碳球。
所述氧化硅的粒径为100目。
所述氮化硼为立方氮化硼，粒径为60目。
所述铁粉和铜粉的纯度均大于99.5％。
所述添加剂制备方法如下：(1)将所有原材料混合均匀，球磨；(2)将混合料压制成圆饼块状，保压10s，放入100℃烘箱中保温2h；(3)将保温后的圆饼块破碎，粉碎，过120目筛，制得添加剂。
实施例2：
一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，由以下重量份的原料组成：氧化硅22份、纳米碳球18份、氧化锰5份、铁粉15份、铜粉12份、氧化锌9份、氮化硼4份；所述纳米碳球的制备方法为：在反应釜中配制浓度为14％的甘露糖溶液，向溶液中加入溶液总重量3％的石墨粉，将反应釜放入烘箱中在220℃条件下反应4h，冷却，抽滤，放入真空烘箱中170℃下烘制5h，制得所述纳米碳球。
所述氧化硅的粒径为100目。
所述氮化硼为立方氮化硼，粒径为80目。
所述铁粉和铜粉的纯度均大于99.5％。
所述添加剂制备方法如下：(1)将所有原材料混合均匀，球磨；(2)将混合料压制成圆饼块状，保压12s，放入110℃烘箱中保温1h；(3)将保温后的圆饼块破碎，粉碎，过120目筛，制得添加剂。
实施例3：
一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，由以下重量份的原料组成：氧化硅25份、纳米碳球15份、氧化锰7份、铁粉10份、铜粉7份、氧化锌7份、氮化硼5份；所述纳米碳球的制备方法为：在反应釜中配制浓度为13％的甘露糖溶液，向溶液中加入溶液总重量2％的石墨粉，将反应釜放入烘箱中在210℃条件下反应5h，冷却，抽滤，放入真空烘箱中160℃下烘制6h，制得所述纳米碳球。
所述氧化硅的粒径为90目。
所述氮化硼为立方氮化硼，粒径为70目。
所述铁粉和铜粉的纯度均大于99.5％。
所述添加剂制备方法如下：(1)将所有原材料混合均匀，球磨；(2)将混合料压制成圆饼块状，保压11s，放入120℃烘箱中保温2h；(3)将保温后的圆饼块破碎，粉碎，过120目筛，制得添加剂。
实施例4：
一种铸钢用石英砂防粘砂添加剂，由以下重量份的原料组成：氧化硅24份、纳米碳球12份、氧化锰8份、铁粉12份、铜粉10份、氧化锌6份、氮化硼6份；所述纳米碳球的制备方法为：在反应釜中配制浓度为12％的甘露糖溶液，向溶液中加入溶液总重量3％的石墨粉，将反应釜放入烘箱中在200℃条件下反应3h，冷却，抽滤，放入真空烘箱中150℃下烘制4h，制得所述纳米碳球。
所述氧化硅的粒径为80目。
所述氮化硼为立方氮化硼，粒径为70目。
所述铁粉和铜粉的纯度均大于99.5％。
所述添加剂制备方法如下：(1)将所有原材料混合均匀，球磨；(2)将混合料压制成圆饼块状，保压10s，放入120℃烘箱中保温1h；(3)将保温后的圆饼块破碎，粉碎，过120目筛，制得添加剂。
为了检验本发明制备的添加剂的防粘砂效果，将实施例1制备的添加剂运用到型砂中，将石英砂、添加剂、水玻璃和水混合均匀，制成型砂，吹入二氧化碳气体进行硬化，起模，静置6h后合箱浇注，铸件尺寸为160mm*100mm*50mm，材质为21钢，浇注温度1530℃，所得铸件表面形成易剥落的烧结层，使铸件表面光滑，没有粘砂。由此可知，本发明制备的添加剂对于铸钢用石英砂防止粘砂具有较好的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。