本发明属于铸造领域，具体涉及一种采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口及其制备方法。
背景技术：
冒口在铸造砂型生产中的主要作用是补缩、排气和排渣。当冒口的性能不佳时，往往造成缩孔、缩松、夹渣等铸造缺陷，致使铸件报废。随着铸造技术的发展和对铸件质量要求的不断提高，由于传统砂型冒口的保温效果不良、发热不足等缺点，难以满足补缩、排渣、排气的高要求。此外，传统工艺制作冒口时需要进炉烘干，能耗较高。因此，研究低成本的新型发热保温冒口越来越受铸造工作者的重视。
技术实现要素：
本发明是为了解决传统砂型冒口存在发热不足、保温效果不良和成本高的问题，提供一种采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口及其制备方法。
采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口，它按质量分数是由14~17份蛭石、18~20份铝粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸钾、3.5~4.2份氧化铁粉、1~2份镁粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有机酯制成。
采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：
步骤一、按质量分数分别称取14~17份蛭石、18~20份铝粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸钾、3.5~4.2份氧化铁粉、1~2份镁粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有机酯；
所述的蛭石粒度为60~80目；铝粉的粒度为100~140目；石墨粉的粒度为100~140目，质量纯度大于90%；氧化铁粉的质量纯度大于98%；镁粉粒度为100~140目；硅砂粒度为40~70目，含泥量小于0.5%；水玻璃的模数为2.2~2.5；有机酯为丙烯碳酸酯。
步骤二、将步骤一称取的蛭石、铝粉、石墨粉、硝酸钾、氧化铁粉、硅砂、有机酯置于球形混砂机中，混制2分钟，再加入水玻璃混制2~3分钟，最后加镁粉湿混1~2分钟，获得混制好的湿料；
步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中，并经1MPa的压力紧实，经0.5h的自硬后即可脱模，即得到采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口；
步骤四、得到的发热保温冒口在室温下放置8~10h后即可使用。
有益效果：由于本发明所述的采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口的配方中增加了发热剂的含量，提高了发热效果，蛭石作为保温材料，具有良好的保温作用，可使冒口内金属液凝固时间比传统发热保温冒口提高1倍以上，补缩率提高10%以上。此外，该发热保温冒口制备时无需加热炉烘干，使用有机酯和水玻璃在常温下即可自硬，降低了能源消耗。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口，它按质量分数是由14~17份蛭石、18~20份铝粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸钾、3.5~4.2份氧化铁粉、1~2份镁粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有机酯制成。
本实施方式中水玻璃作为粘结剂使用，有机酯作为硬化剂使用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口，它按质量分数是由17份蛭石、20份铝粉、11份石墨粉、3.5份硝酸钾、4份氧化铁粉、1份镁粉、38份硅砂、5份水玻璃、0.5份有机酯制成。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口，它按质量分数是由14份蛭石、18份铝粉、10份石墨粉、4份硝酸钾、4份氧化铁粉、1.2份镁粉、40份硅砂、8份水玻璃、0.8份有机酯制成。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口，它按质量分数是由16份蛭石、19份铝粉、10.5份石墨粉、5份硝酸钾、3.8份氧化铁粉、2份镁粉、36份硅砂、7份水玻璃、0.7份有机酯制成。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式中采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备的：
步骤一、按质量分数分别称取14~17份蛭石、18~20份铝粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸钾、3.5~4.2份氧化铁粉、1~2份镁粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有机酯；
所述的蛭石粒度为60~80目；铝粉的粒度为100~140目；石墨粉的粒度为100~140目，质量纯度大于90%；氧化铁粉的质量纯度大于98%；镁粉粒度为100~140目；硅砂粒度为40~70目，含泥量小于0.5%；水玻璃的模数为2.2~2.5；有机酯为丙烯碳酸酯。
步骤二、将步骤一称取的蛭石、铝粉、石墨粉、硝酸钾、氧化铁粉、硅砂、有机酯置于球形混砂机中，混制2分钟，再加入水玻璃混制2~3分钟，最后加镁粉湿混1~2分钟，获得混制好的湿料；
步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中，并经1MPa的压力紧实，经0.5h的自硬后即可脱模，即得到采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口；
步骤四、得到的发热保温冒口在室温下放置8~10h后即可使用。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是，步骤一中按质量分数分别称取17份蛭石、20份铝粉、11份石墨粉、3.5份硝酸钾、4份氧化铁粉、1份镁粉、38份硅砂、5份水玻璃、0.5份有机酯。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是，步骤一中按质量分数分别称取14份蛭石、18份铝粉、10份石墨粉、4份硝酸钾、4份氧化铁粉、1.2份镁粉、40份硅砂、8份水玻璃、0.8份有机酯。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是，步骤一中按质量分数分别称取16份蛭石、19份铝粉、10.5份石墨粉、5份硝酸钾、3.8份氧化铁粉、2份镁粉、36份硅砂、7份水玻璃、0.7份有机酯。其它步骤及参数与具体实施方式五至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是，步骤二中将步骤一称取的蛭石、铝粉、石墨粉、硝酸钾、氧化铁粉、硅砂、有机酯置于球形混砂机中，混制2分钟，再加入水玻璃混制2.5分钟，最后加镁粉湿混1.5分钟，获得混制好的湿料。它步骤及参数与具体实施方式五至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式五至九之一不同的是，步骤四中得到的发热保温冒口在室温下放置9h后即可使用。它步骤及参数与具体实施方式五至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例：
采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口的制备方法是按下述步骤制备：
步骤一、按质量分数分别称取16份蛭石、18份铝粉、11份石墨粉、4.5份硝酸钾、3.8份氧化铁粉、2份镁粉、37份硅砂、7份水玻璃、0.7份有机酯；
所述的蛭石粒度为60目；铝粉的粒度为100目；石墨粉的粒度为140目，质量纯度为92%；氧化铁粉的质量纯度为98%；镁粉粒度为140目；硅砂粒度为70/40目，含泥量为0.3%；水玻璃的模数为2.4；有机酯为丙烯碳酸酯。
步骤二、将步骤一称取的蛭石、铝粉、石墨粉、硝酸钾、氧化铁粉、硅砂、有机酯置于球形混砂机中，混制2分钟，再加入水玻璃混制2.5分钟，最后加镁粉湿混1分钟，获得混制好的湿料；
步骤三、将步骤二获得的湿料填充到发热保温冒口模具中，并经1MPa的压力紧实，经0.5h的自硬后脱模，即得到采用有机酯水玻璃自硬的发热保温冒口；
步骤四、得到的发热保温冒口在室温下放置8h后用于试验测试。
本实施例制备的发热保温冒口，经炉前浇铸铸铁试验检测表明，冒口内金属液的凝固时间为7分钟，传统发热保温冒口为3分钟，凝固时间提高1.3倍；冒口内金属液的补缩率为12.6%，传统水玻璃发热保温冒口为11.2%，补缩率提高12.5%。