本发明属于铸造
技术领域：
，尤其是一种高透气性铸造型砂及其制备方法。
背景技术：
：砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。孔洞类表面缺陷，一般是指铸件加工后暴露出来的气孔、缩孔、砂眼、渣孔、缺肉等。此外，铸件机加工后出现的表面磕碰、划伤等也属于此类缺陷。这类缺陷呈现孤立分布，形状、大小不一，位置不一，有较大的随机性。这类缺陷一般呈现对立分布，深度有限，可见度，又有基体支撑，有进行修补的可能性。气孔产生原因多为造型材料中水分过多或含有大量的发气物质；型砂和芯砂的透气性差；浇注速度过快；砂眼产生原因则为型砂强度不够；型砂紧实度不足；浇注速度太快等。技术实现要素：针对上述问题，本发明旨在提供一种快干水基消失模铸造涂料的制备方法，适合于自硬树脂砂、冷（热）芯盒砂、桐油砂、水玻璃砂和粘土砂等。本发明通过以下技术方案实现：一种高透气性铸造型砂，按重量份计由以下成分制成：海水镁砂、磷酸二氢镁胶3~6、改性硅藻土8~10、甘油单山嵛酸酯2~4、聚乙烯亚胺1.5~2.5、叶蜡石粉3~5、钛酸钾晶须3~6、球黏土2~5、锑酸钠3.5~4.5、水8~12；所述球黏土经过活化处理，所述高透气性铸造型砂的制备方法为在y型混料器中先加入海水镁砂80~90、磷酸二氢镁胶改性硅藻土甘油单山嵛酸酯并混合10~15分钟，然后加入聚乙烯亚胺、叶蜡石粉、钛酸钾晶须，混合60~90分钟，最后加入球黏土、锑酸钠、水，然后再混合80~100分钟，出料即可。进一步的，所述海水镁砂粒径为0.8~1.0mm。进一步的，所述球黏土经过酸活化处理具体为：将球黏土在350~400℃下煅烧20~30min，然后自然冷却至25~28℃，添加到质量分数为2~3%的谷氨酸钠溶液中浸泡10~15min，然后取出，再添加到质量分数为2~5%的碳酸钠溶液中浸泡20~40min，然后取出，采用去离子水对球黏土表面清洗至中性，然后在110~120℃下烘干1h，即可。进一步的，所述磷酸二氢镁胶为质量分数89%的磷酸二氢镁溶液。进一步的，所述改性硅藻土制备方法为：（1）将硅藻土分散到去离子水中，配制成质量分数为10%的硅藻土悬浮液，加热至80℃，再加入硅藻土质量5%的乳酸钠锆，搅拌均匀后得到混合溶液，采用质量分数为8~10%的醋酸溶液，调节混合溶液的ph值为3.5，然后以500r/min转速搅拌2小时，得到活化液；（2）向步骤（1）中制备的活化液中添加其质量0.05%的2-甲基丙烯酸氯化铬，加热至90℃，以150r/min转速搅拌30min，然后静置2小时，得到改性液；（3）向步骤（2）中制备的改性液经过微波处理，然后静置2~4小时，过滤，采用去离子水洗涤至中性，然后烘干1h，即可，所述微波处理为微波频率2000~2450mhz、微波源功率为100~300kw，条件下处理100~180s。本发明的有益效果：改性处理硅藻土不仅以有效提高硅藻土中sio2的含量，增大孔径，增加表面酸强度。微波处理，可以有效去除硅藻土中部分杂质和水分，增加硅藻土的孔隙，从而增大其表面积，提高吸附效果，提高焙烧温度，有利于增加硅藻土的比表面积,热膨胀率小,热稳定性和化学稳走性好,不与酸碱起反应,对其表面实施改性处理，以达到提高硅藻土吸附能力，海水镁砂价格便宜，磷酸二氢镁作为高温粘结剂,二者组成复台粘结剂。硅藻土与其在型砂中的工艺性能有着密切的关系，乳锆酸钠改性后的硅藻土用于生产型砂的湿压强度也其在型砂中反应出来的热湿拉强度也好，钠化效果减退的少,复用性就高；钠化效果不好的土,钠化效果衰退的非常快,复用性就低，造成铸造厂家硅藻土加入量大，导致型砂含泥量高，甚至造成起皮等铸造缺陷，通过微波改性等，使其在铸造混砂的过程中,发挥其最佳的性能.。相比现有技术本发明具有如下优点：本发明公开的型砂节约能源、有害气体污染基本消除、粉尘污染和固体废弃物排放极大降低，铸件表面质量改善，内在质量提升，尺寸精度提高，成品率极高，型砂回用性好、耗砂量少，成本降低，该项目产品适用于手工和机器造型的铸铁件生产。具体实施方式下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。实施例1一种高透气性铸造型砂，按重量份计由以下成分制成：海水镁砂90、磷酸二氢镁胶6、改性硅藻土10、甘油单山嵛酸酯2、聚乙烯亚胺1.5、叶蜡石粉3、钛酸钾晶须3、球黏土2、锑酸钠3.5、水8；所述球黏土经过活化处理，所述高透气性铸造型砂的制备方法为在y型混料器中先加入海水镁砂、磷酸二氢镁胶改性硅藻土甘油单山嵛酸酯并混合10分钟，然后加入聚乙烯亚胺、叶蜡石粉、钛酸钾晶须，混合60分钟，最后加入球黏土、锑酸钠、水，然后再混合80分钟，出料即可。进一步的，所述海水镁砂粒径为0.8~1.0mm。进一步的，所述球黏土经过酸活化处理具体为：将球黏土在350℃下煅烧20min，然后自然冷却至25~28℃，添加到质量分数为2%的谷氨酸钠溶液中浸泡10min，然后取出，再添加到质量分数为2%的碳酸钠溶液中浸泡20min，然后取出，采用去离子水对球黏土表面清洗至中性，然后在110℃下烘干1h，即可。进一步的，所述磷酸二氢镁胶为质量分数89%的磷酸二氢镁溶液。进一步的，所述改性硅藻土制备方法为：（1）将硅藻土分散到去离子水中，配制成质量分数为10%的硅藻土悬浮液，加热至80℃，再加入硅藻土质量5%的乳酸钠锆，搅拌均匀后得到混合溶液，采用质量分数为10%的醋酸溶液，调节混合溶液的ph值为3.5，然后以500r/min转速搅拌2小时，得到活化液；（2）向步骤（1）中制备的活化液中添加其质量0.05%的2-甲基丙烯酸氯化铬，加热至90℃，以150r/min转速搅拌30min，然后静置2小时，得到改性液；（3）向步骤（2）中制备的改性液经过微波处理，然后静置2~4小时，过滤，采用去离子水洗涤至中性，然后烘干1h，即可，所述微波处理为微波频率2450mhz、微波源功率为300kw，条件下处理180s。实施例2一种高透气性铸造型砂，按重量份计由以下成分制成：海水镁砂90、磷酸二氢镁胶6、改性硅藻土10、甘油单山嵛酸酯4、聚乙烯亚胺2.5、叶蜡石粉3、钛酸钾晶须3、球黏土5、锑酸钠4.5、水12；所述球黏土经过活化处理，所述高透气性铸造型砂的制备方法为在y型混料器中先加入海水镁砂、磷酸二氢镁胶改性硅藻土甘油单山嵛酸酯并混合15分钟，然后加入聚乙烯亚胺、叶蜡石粉、钛酸钾晶须，混合90分钟，最后加入球黏土、锑酸钠、水，然后再混合100分钟，出料即可。进一步的，所述海水镁砂粒径为1.0mm。进一步的，所述球黏土经过酸活化处理具体为：将球黏土在400℃下煅烧30min，然后自然冷却至28℃，添加到质量分数为2~3%的谷氨酸钠溶液中浸泡15min，然后取出，再添加到质量分数为5%的碳酸钠溶液中浸泡40min，然后取出，采用去离子水对球黏土表面清洗至中性，然后在120℃下烘干1h，即可。进一步的，所述磷酸二氢镁胶为质量分数89%的磷酸二氢镁溶液。进一步的，所述改性硅藻土制备方法为：（1）将硅藻土分散到去离子水中，配制成质量分数为10%的硅藻土悬浮液，加热至80℃，再加入硅藻土质量5%的乳酸钠锆，搅拌均匀后得到混合溶液，采用质量分数为10%的醋酸溶液，调节混合溶液的ph值为3.5，然后以500r/min转速搅拌2小时，得到活化液；（2）向步骤（1）中制备的活化液中添加其质量0.05%的2-甲基丙烯酸氯化铬，加热至90℃，以150r/min转速搅拌30min，然后静置2小时，得到改性液；（3）向步骤（2）中制备的改性液经过微波处理，然后静置4小时，过滤，采用去离子水洗涤至中性，然后烘干1h，即可，所述微波处理为微波频率2450mhz、微波源功率为300kw，条件下处理180s。对比例1本对比例与实施例2相比，在称取原料时，省去述改性硅藻土成分，除此外的方法步骤均相同。对比例2本对比例与实施例2相比，在称取原料时，省去磷酸二氢镁胶，除此外的方法步骤均相同。对比例3本对比例与实施例2相比，在称取原料时，省去球黏土，除此外的方法步骤均相同。对比例4本对比例与实施例2相比，在称取原料时，省去聚乙烯亚胺成分，除此外的方法步骤均相同。对比例5本对比例与实施例2相比，在称取原料时，省去叶蜡石粉，除此外的方法步骤均相同。表1实施例和对比例的高透气性铸造型砂的性能测试对比结果项目实施例1实施例2对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5透气性131132123127126125127灼减量%3.33.33.23.43.53.43.2紧实度%45464646474645湿压强度kpa63.362.162.562.362.761.561.2热湿拉强度kpa22.221.721.520.621.521.821.6湿抗劈强度17.116.415.815.616.115.416.2有效膨润土含量%6.26.35.96.16.26.35.8有效煤粉含量%3.13.23.23.33.03.02.8比压mpa0.40.30.40.30.40.30.4发气量ml/g15142122212223注：采用实施例和对比例的湿型砂2kg干混2min然后加水40ml再混8min后湿碾2min，置于锤式制样机中制备直径50mm的标准试样进行检测，湿型砂含水量按gb/t2684-2009规定；湿型砂紧实率按gb/t2684-2009规定；湿型砂透气性按gb/t2684-2009规定；湿型砂有效膨润土量按jb/t9221-2017的规定；湿型砂有效煤粉量按jb/t9221-2017的规定；湿型砂含泥量按gb/t2684-2009的规定；发气量、灼烧减量、热湿拉强度、含泥量工艺试样湿压强度:按gb/t2684-1981规定执行。通过表1可以看出，本发明公开的高透气型砂，透气性髙,有利于铸造气化气体移除，改善了铸造场地环境,有利于工人身体健康。浇注的铸件表面质垦好,尺寸精度高,涂层强度适中,有推广使用价值。当前第1页1 2 3