专利名称：一种铸造用水玻璃砂的制备方法
技术领域：
本发明涉及铸造领域，特别涉及水玻璃砂砂型铸造领域。
背景技术：
水玻璃是一种人们熟知、古老的造型、制芯用的无毒、无味、绿色铸造无机粘结剂， 从20世纪50年代引入铸造生产(参见英国专利，GB782205)，至今已有50多年的应用历史了。水玻璃砂使用性能优越灵活，既可造型也可制芯，最早的(X)2气体硬化冷芯盒工艺应属水玻璃-CD2法。但是，(X)2硬化水玻璃砂存在的最大问题是浇注后溃散性差，铸件清砂及旧砂回用困难，严重阻碍了它的推广应用。与树脂砂型比较，低模数水玻璃砂存在强度低、抗湿性差、溃散性不好、铸件清砂以及旧砂再生回用困难等许多问题，一直困扰着铸造工作者几十年的时间，至今也没有得到较好的解决。为解决低模数水玻璃砂存在的上述问题，我国在相当长的时间里，对水玻璃砂开展了大量的科研攻关工作，但仍未取得突破性进展。原因是人们企图在低模数钠水玻璃加入量较高的情况下，通过加入各种有机或无机溃散剂等附加物的办法来解决存在的问题， 但收效甚微。俄罗斯P y C H H a B. B.等人提出，在模数彡2.0的水玻璃混合料中加入煤渣附加物的办法，可使水玻璃的粘结强度提高5 10倍，由于采用的水玻璃的模数太低，Na2O含量太高，不适用于铸造工业，而仅大量应用于建筑行业。日本二俣腾美等人采用微波加热提高水玻璃砂芯的强度，将砂中水玻璃加入量减少到 2%，达到改善水玻璃砂溃散性的目的，但是微波照射的砂芯的抗湿性较差，在生产中未能得到应用。俄罗斯 >Ky KOBCKH0等人通过试验找出了水玻璃砂溃散性差的根本原因，他认为金属液高温浇注时，水玻璃砂在强热的作用下，其中的Na2O对石英砂的侵蚀与烧结，形成烧结体。这种烧结体的强度在常温下决定了水玻璃砂残留强度的高低。所以，减少烧结体的形成量，即减少Na2O对石英砂的侵蚀与烧结，是降低水玻璃砂的残留强度，提高其溃散性的根本方法。 因此，大幅度降低砂中Nii2O的含量，即钠离子的数量，才是解决该问题的根本方法。但是， 长期的生产实践表明，水玻璃的粘结强度低，若想提高水玻璃型芯砂的强度就需要加大水玻璃的加入量，相应地，也就必然导致其溃散性差。所以，若想足够的硬化强度与优越的溃散性二者兼得，就必须在提高水玻璃模数的基础上大幅度增加它本身的粘结强度。
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铸造用水玻璃砂的制备方法，以提高水玻璃砂的强度并改善其溃散性。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为—种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2. 5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量8-10%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、
3纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占35-50%，淀粉占6-12%，聚丙烯醇占14-18%，纳米氧化铝粉占25-35%，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂5-6. 5%的步骤1)制备的改性水玻璃，在混砂机中搅拌40-80分钟后即可。本发明的有益效果是通过合理选择和搭配复合改性剂的各组分，使得各组分之间起到协同作用，使得由添加了该复合改性剂的改性水玻璃制备的型砂强度提高40%以上，并且改善了型砂的溃散性，只需通过干法震动即可落砂，避免水爆或水溶清砂，节省费用，保护环境。下面结合实施例进一步说明本发明的优点。
具体实施例方式实施例一一种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2. 5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量8%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占35 %，淀粉占12 %，聚丙烯醇占 18%，纳米氧化铝粉占35%，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂5%的步骤1)制备的改性水玻璃， 在混砂机中搅拌40分钟后即可。实施例二一种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2. 5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量9%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占45 %，淀粉占10 %，聚丙烯醇占 15%，纳米氧化铝粉占30%，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂5. 8%的步骤1)制备的改性水玻璃，在混砂机中搅拌60分钟后即可。实施例三一种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2. 5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量8-10%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、 纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占50%，淀粉占8%，聚丙烯醇占 16%，纳米氧化铝粉占沈％，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂6%的步骤1)制备的改性水玻璃， 在混砂机中搅拌80分钟后即可。实施例四一种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2. 5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量8-10%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占45%，淀粉占11%，聚丙烯醇占17%，纳米氧化铝粉占27%，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂6. 5%的步骤1)制备的改性水玻璃，在混砂机中搅拌60分钟后即可。实施例一至四的型砂的主要技术指标24小时干压强度彡3. 6MPa100°C残留强度彡 0. 15MPa表1是实施例一至四性能与现有技术的普通水玻璃砂的性能对比表1实施例一至四性能与现有技术的普通水玻璃砂的性能对比
权利要求
1. 一种铸造用水玻璃砂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤1)配制改性水玻璃；在室温下，在模数为2.5-3. 5，密度为1. 30-1. 45g/cm3的水玻璃中加入占水玻璃总量8-10%的复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占35-50%，淀粉占6-12 %，聚丙烯醇占14-18%，纳米氧化铝粉占25-35%，搅勻后制成改性水玻璃；2)制备型砂在铸造用标准砂中加入占石英砂5-6.5%的步骤1)制备的改性水玻璃， 在混砂机中搅拌40-80分钟后即可。
全文摘要
本发明公开了一种铸造用水玻璃砂的制备方法，该方法包括配制改性水玻璃和制备型砂两个步骤，其中配置改性水玻璃采用复合改性剂，所述复合改性剂由滑石粉、淀粉、聚丙烯醇、纳米氧化铝粉组成，其中以复合改性剂总量为基准滑石粉占35-50％，淀粉占6-12％，聚丙烯醇占14-18％，纳米氧化铝粉占25-35％。并发明的型砂提高了强度，并改善了溃散性。
文档编号B22C1/02GK102366812SQ201110307628
公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者许立新 申请人:许立新