专利名称：：铜合金浮雕装饰板用湿型砂及其制备工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种型砂及其制备工艺，尤其涉及一种铜合金浮雕装饰板用湿型砂及其制备工艺。
背景技术：
：铜合金浮雕装饰板是在平面上饰以砂石纹、粗木纹、碎石纹、树皮纹、砖纹、粗麻纹、草编纹、竹编纹等立体浮雕纹的艺术铸件。由于板上的纹饰非常微细，毛坯铸件的表面不能作打磨修整，一般应采用石膏型或陶瓷型造型才能达到要求，但上述造型工艺需焙烧脱蜡，能耗高、工时长、产出低，为此在现有技术中常采用自硬树脂砂铸造工艺浇注铜合金艺术铸件。在自硬树脂砂工艺中，为防止铸件粘砂需在型腔内上涂料，若浮雕装饰板的型腔施以涂料后，其微细纹饰会全部被涂料层覆盖，造成浇注后铸件表面的纹饰模糊。在砂型铸造中湿型砂工艺不需上涂料即可直接浇注，传统铜合金用湿型砂的湿压强度一般为3060kPa，型砂的含水量(质量分数)控制在4.5%~5.5%。该湿型砂工艺不能很好地满足精细铸件的要求，其型砂湿态强度较低，起模时型腔表面容易损坏，由于装饰板微细纹饰的特殊性，不能修型，因此型废率很高；而且造好的型在合箱时，形成纹饰的砂粒易落入型腔，或者浇注时金属液冲刷砂型表面使砂粒巻入铸件，从而出现冲砂、夹砂等缺陷，同时使铸件表面粗糙。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种具有足够高的湿强度、较低含水量的湿型砂及其制备工艺，将该湿型砂作为面砂造型，能得到表面纹饰清晰、层次分明的铜合金浮雕装饰板。为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案如下一种铜合金浮雕装饰板用湿型砂，由原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水组成，其中膨润土加入量是原砂质量的5%10%，耐火纤维加入量是原砂质量的0.10%~0.25%，水溶性高分子加入量是原砂质量的0.1%0.5%，水的加入量按水土比(质量份)i:21:3计，即水与膨润土的质量比。所述的原砂为100/200目石英砂；膨润土为铸造用钠基膨润土；耐火纤维为硅酸铝或氧化铝短纤维，纤维直径〈5.0um，纤维长度〈3mm;水溶性高分子为低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸钠，其中聚乙二醇的相对分子质量为200800，聚丙烯酸钠的相对分子质量为1000~1500。同时本发明还提供了一种上述铜合金浮雕装饰板用湿型砂的制备工艺，按上述成份比例称取原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水；将原砂、膨润土和耐火纤维加入碾轮式混砂机或转子式混砂机中干混均匀；再加入水溶性高分子与水的混合液湿混均匀后出砂。一般来说上述混制工艺可以为将原砂、膨润土和耐火纤维加入碾轮式混砂机或转子式混砂机中干混210min;再加入水溶性高分子与水的混合液湿混1525min后出砂。本发明湿型砂工艺中的耐火纤维是一种具有复杂微空间结构、无规则多孔介质性材料。在型砂中引入一定数量和长径比的短耐火纤维，利用纤维的搭桥增韧与拔出效应，能增强型砂抵抗外力擦磨的能力，从而提高型砂的抗拉强度和韧性。在湿型砂的快速混制过程中，由于混砂时间和水分含量的限制，作为粘结剂的膨润土，其蒙脱石的薄片状结构得不到充分膨胀，所以粘结效率得不到充分发挥。本发明所添加剂的低分子量水溶性高分子中的高分子链节具有较好的折迭性和极性，能加速蒙脱石晶层间的分离，有利于膨润土膨胀分散，使粘土层能均匀地分布在砂粒表面，在无需加入大量膨润土，并控制型砂较低含水量的情况下，可得到较高的型砂湿压强度和可塑性，并有利于降低铸件产生气孔缺陷的几率。铜合金浮雕装饰板属平板类铸件，容易产生夹砂类缺陷，本发明通过控制型砂的热湿拉强度来提高其抗夹砂能力。本发明的湿型砂具有足够高的型砂综合性能，用该湿型砂工艺造型并浇注后，可有效控制铸造缺陷，得到纹饰清晰、层次分明、立体感强的铜合金浮雕装饰板。本发明的湿型砂工艺不仅适用于手工造型，也可用于机器造型，浇注后的面砂可作为背砂回用，生产工序简单、效率高，便于实际生产应用。图1是本发明铜合金浮雕装饰板用湿型砂的制备工艺程序框图。具体实施例方式为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明以下实施例中，在相同试验条件下，试样的湿态强度(湿压强度、湿拉强度)高，说明型砂造型性能好，并能降低铸件出现砂孔、疏松、胀砂缺陷的几率；试样的热湿拉强度高，能防止铸件出现夹砂缺陷；型砂的含水量低，能减少铸件气孔缺陷。实施例1将lkg石英砂、100g钠基膨润土和l.Og硅酸铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入3g相对分子质量200的聚乙二醇与33g水(水土比1:3)的混合液湿混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。实施例2将lkg石英砂、80g钠基膨润土和1.8g硅酸铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入3g相对分子质量1500的聚丙烯酸钠与27g水(水土比1:3)的混合液湿混15min后出砂。制作^50mmX50mm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。实施例3将lkg石英砂、80g钠基膨润土和2.5g硅酸铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入lg相对分子质量500的聚乙二醇与40g水(水土比1:2)的混合液湿混15min后出砂。制作^50mmX50mm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。实施例4将lkg石英砂、70g钠基膨润土和l.Og氧化铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入5g相对分子质量1200的聚丙烯酸钠与23g水(水土比1:3)的混合液湿混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。实施例5将lkg石英砂、70g钠基膨润土和1.8g氧化铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入lg相对分子质量1000的聚丙烯酸钠与35g水(水土比1:2)的混合液湿混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。实施例6将lkg石英砂、50g钠基膨润土和2.5g氧化铝耐火纤维加入SHN碾轮式混砂机中干混2min，再加入5g相对分子质量800的聚乙二醇与25g水(水土比1:2)的混合液湿混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圆柱形标准试样，用SQY液压强度试验机测定试样的湿压强度；制作湿拉专用试样，用SLR热湿拉强度试验仪测定试样的湿拉强度和热湿拉强度；用SGH双盘红外烘干器测定型砂的含水量。上述各实施例中，所用石英砂为100/200目的石英砂；所用的耐火纤维为硅酸铝或氧化铝短纤维，其纤维直径<5.0(^1，纤维长度〈3mm。上述各实施例的测试结果在表1中示出。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根据测试数据可以看出，采用本发明的湿型砂工艺后，在型砂含水量较低时，型砂的强度性能较现有技术得到了明显的改善，具有优良的综合性能，可以作为面砂造型，从而使铸件表面得到纹饰清晰、层次分明的铜合金浮雕图案。权利要求1.一种铜合金浮雕装饰板用湿型砂，其特征在于由原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水组成，其中膨润土加入量是原砂质量的5％～10％，耐火纤维加入量是原砂质量的0.10％～0.25％，水溶性高分子加入量是原砂质量的0.1％～0.5％，水的加入量按水土比(质量份)1∶2～1∶3计。2.根据如权利要求1所述的铜合金浮雕装饰板用湿型砂，其特征在于所述的原砂为100/200目石英砂；膨润土为铸造用钠基膨润土；耐火纤维为硅酸铝或氧化铝短纤维，纤维直径〈5.(Him，纤维长度〈3mm;水溶性高分子为低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸钠，其中聚乙二醇的相对分子质量为200~800，聚丙烯酸钠的相对分子质量为1000-1500。3.—种上述铜合金浮雕装饰板用湿型砂的制备工艺，按上述成分比例称取原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水；将原砂、膨润土和耐火纤维加入碾轮式混砂机或转子式混砂机中干混均匀；再加入水溶性高分子与水的混合液湿混均匀后出砂。4.根据权利要求3所述的铜合金浮雕装饰板用湿型砂的制备工艺，其特征在于将原砂、膨润土和耐火纤维加入碾轮式混砂机或转子式混砂机中干混210min;再加入水溶性高分子与水的混合液湿混1525min后出砂。全文摘要本发明公开了一种铜合金浮雕装饰板用湿型砂及其制备工艺，该湿型砂由原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水组成。该制备工艺为按份比例称取原砂、膨润土、耐火纤维、水溶性高分子和水，将原砂、膨润土和耐火纤维加入碾轮式混砂机或转子式混砂机中干混均匀；再加入水溶性高分子与水的混合液湿混均匀后出砂。本发明的湿型砂具有足够高的型砂综合性能，用该湿型砂工艺造型并浇注后，可有效控制铸造缺陷，得到纹饰清晰、层次分明、立体感强的铜合金浮雕装饰板。本发明的湿型砂工艺不仅适用于手工造型，也可用于机器造型，浇注后的面砂可作为背砂回用，生产工序简单、效率高，便于实际生产应用。文档编号B22C1/00GK101433941SQ20081020404公开日2009年5月20日申请日期2008年12月4日优先权日2008年12月4日发明者周联山,季敦生,於有根,筠朱申请人:上海市机械制造工艺研究所有限公司