CN106807898A - 高透气性发热保温冒口及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高透气性发热保温冒口及其制备方法，所述高透气性发热保温冒口由如下重量百分比的原料制备而成：其由如下重量百分比的原料制备而成：铝粉15‑20％、铝屑10‑15％、保温材料40‑55％、硝酸钾5‑10％、水玻璃粘结剂5‑15％。本发明的发热保温冒口制备过程中使用的射芯机的射芯板为双层铝合金，且在双层铝合金的外周设排气塞结构。本发明的冒口芯座开裂减少到3％以下，不再影响冒口应用强度，而且模具破损率大大减少，不再过多依赖降低物料粘度确保流动性从而达到高效率高合格率。

Description

高透气性发热保温冒口及其制备方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及机械铸造工艺，特别涉及铸造工艺上应用的高韧性、高透气性发热射芯保温冒口。

背景技术

铸造冒口是指为了料补充铸件凝固时的收缩，以防止缩孔、缩松等缺陷而设计的部分。冒口不是铸件本体，清理时要去除掉，它还具有排气、集渣的功能。

对于小型号铸件，目前铸造厂多般是采用将其预埋在型砂中，造成铸件工况差，耗时，且增加铸造成本。而用户一直寻找不用型砂的冒口，在实验过程中发现开始单一增大常温强度总是达不到要求，经过验证这是误区，而在常温强度基础上，增大透气性与韧性才是最合理的方案。而且冒口制备过程中存在如下问题：物料的流动性与粘性相冲突，透气性与强度冲突，.流动性与成型合格率相冲突，混料岗与成型岗之间矛盾多。此外，现有技术中，14/17K冒口的芯座易开裂率高达70％以上，对原料粒径配伍依赖性高，而很多矿物原料粒径波动性较大，很多供应商无法达到要求，严重时，甚至无法生产。

因此，需要一种高韧性、高透气性发热保温冒口，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高韧性、高透气性发热保温冒口，解决现有冒口韧性不足，容易开裂，发热不足的问题，满足铸件的补缩要求，从而提高铸钢件的出品率。

为解决上述技术问题，本发明的提供的技术方案是，高透气性发热保温冒口，其由如下重量百分比的原料制备而成：铝粉15-20％、铝屑10-15％、保温材料40-55％、硝酸钾5-10％、水玻璃粘结剂5-15％。

本发明的一优选的技术方案中，所述保温材料选自珍珠岩、灰漂珠、石棉纤维、木质纤维中的一种或两种以上的材料；优选为灰漂珠，20-270目,漂浮率大于95％。

本发明的一优选的技术方案中，所述水玻璃粘结剂为钠水水玻璃粘结剂，所述钠水水玻璃粘结剂波美度49-51，模数2.0-3.5。

本发明的一优选的技术方案中，所述铝粉粒径30-270目，其中+200目的不大于10％，-200目不小于90％，铝含量大于99％。

本发明的一优选的技术方案中，所述铝屑粒径20-270目,其中20目小于3％，270目5-10％，铝含量大于99％。

高透气性发热保温冒口，其由如下重量百分比的原料制备而成：铝粉15-19％、铝屑11-15％、灰漂珠45-50％、硝酸钾5-7％，水玻璃粘结剂10-15％。

高透气性发热保温冒口，其由如下重量百分比的原料制备而成：铝粉19％、铝屑15％、灰漂珠50％、硝酸钾5％，水玻璃粘结剂11％。

本发明的第二方面提供一种高透气性发热保温冒口的制备方法，其包括如下步骤：

(1)按比例称取铝粉、铝屑、保温材料、硝酸钾，充分搅拌进行预混，再按比例加入水玻璃粘结剂进行混合，得到物料A；

(2)将物料A投入到射芯机中在成型模具内进行成型、脱模，

(3)将脱模成型后的冒口材料进行烘干固化成型，最后对冒口边角进行清理，进行检验与包装。

本发明的一优选的技术方案中，所述射芯机的射芯板为双层铝合金，且在双层铝合金的外周设排气塞结构。

本发明的一优选的技术方案中，所述排气塞结构是在所述双层铝合金的相互接触面之间形成的凹槽结构。

本发明的一优选的技术方案中，所述步骤(3)中，在160-190℃箱式炉烘干60-120min进行固化成型。

本发明的一优选的技术方案中，所述步骤(3)中，在150-190℃燧道窑内烘干30-60min进行固化成型。

经试验证明，本发明的冒口芯座开裂减少了95％，少量裂缝也是轻微的，不再影响冒口应用强度，而且模具破损率大大减少，不再过多依赖降低物料粘度确保流动性从而达到高效率高合格率。本发明的冒口透气性，韧性好，质量轻2-3％，透气性，韧性好，燃烧性能好，应用条件不易开裂，铸件合格率由89％提升到98％。

附图说明

图1为现有技术的射芯机制备得到的冒口底部外形。

图2为本发明一实施例的射芯板的外观结构示意图。

图3为本发明的配方及射芯机制备得到的冒口底部外形。

图4为本发明一实施例的射芯板的外观结构示意图。

图5为本发明一实施例的射芯板的侧面外观示意图。

图6为现有技术的冒口配方、制备工艺制备得到的冒口开口端和底部的透气性的比较。

图7为本发明的冒口配方、制备工艺得到的冒口开口端和底部的透气性的比较。

图8为现有技术的冒口配方、制备工艺与本发明的冒口配方、制备工艺得到的冒口强度对比。

图9为现有技术的冒口配方、制备工艺与本发明的冒口配方、制备工艺得到的冒口芯座开裂率对比。

图10为现有技术的射芯板的射芯机制备冒口的流程图。

图11为设有本发明的射芯板的射芯机制备冒口的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本发明通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。

下文将描述本发明的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本发明的仅一些或所有方面来实施本发明。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本发明。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本发明费解而省略或简化了众所周知的特征。

将各种操作作为多个分立的步骤而依次进行描述，且以最有助于理解本发明的方式来说明；然而，不应将按次序的描述理解为暗示这些操作必然依赖于顺序。

将根据典型种类的反应物来说明各种实施方式。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本发明可使用任意数量的不同种类的反应物来实施，而不只是那些为说明目的而在这里给出的反应物。此外，也将显而易见的是，本发明并不局限于任何特定的混合示例。

如图4所示的本发明一实施例的射芯板的侧面外观示意图。本发明制备方法中使用的射芯板1是由两层铝合金11,12组成，可以通过焊接或铆接将两层铝合金连接，且在所述双层铝合金11,12的外周设排气塞13结构。所述排气塞13结构可以是所述双层铝合金11,12相互接触面上形成的凹槽结构。

而现有技术的射芯板为一层结构，且没有排气塞结构。如图10所示使用现有技术的射芯板的射芯机制备冒口的流程图，由于射芯板在其外周没有排气孔，所以成型过程对物料流动性要求高；冒口底部需要人工用手进行压实，并用铁板拍打。并且最终制备得到的冒口的上下部位的透气性有显著差异，开口端的透气性好，底部的透气性差，如图1所示。现有技术中，由于冒口固化成型过程中上下部位的密实度不同，造成冒口的芯座容易开裂。对于高强度、高韧性配方的配方原料较粘，流动性差原射芯板无法达到正常使用要求。

而本发明的射芯板1是由两层铝合金11,12组成具有侧面排气(塞)孔，如图5所示。当物料与压缩空气从射芯机料斗通过射芯板注入模具中时，开口端气流可以从下方排出，冒口底部的气流可从射芯板的侧面排气(塞)孔排出，这样就冒口固化成型过程中，因上下部位的密实度差异不大，基本克服了现有技术的射芯板的所有问题，适用于所有冒口的成型。特别是，对于配方粉料的要求不高，不需要在制备过程中进行翻料。冒口底部不需人工拍打，就比较平实，如图3所示。

对照例

将根据现有技术的配方及射芯板的工艺，如图10所示制备得到冒口，对其开口端和底部进行透气性的比较。数据如表1及图6所示。

表1

透气性\批次	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											冒口开口端	71	72	69	67	71	66	70	73	71	69
冒口底部	60	61	58	55	67	50	49	71	58	61

实施例1高透气性发热保温冒口的制备

(1)按质量百分比称：铝粉19％、铝屑11％、灰漂珠50％、硝酸钾7％，充分搅拌进行预混5-20min后，再加入水玻璃粘结剂13％，进行混合5-10min，制备得到混料；

(2)将前述混料投入到射芯机中在压力6-8kg下在成型模具内进行成型脱模，所述射芯板的射芯板为双层铝合金带排气塞结构，

(3)将脱模成型后的冒口材料在190℃箱式炉内，烘干90min进行固化成型，烘干后对冒口边角进行清理，最后进行检验与包装。

将根据实施例1配方及工艺制备得到的冒口对其开口端和底部进行透气性的比较。数据如表2及图7所示。

表2

透气性\批次	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											冒口开口端	95	98	94	97	96	99	90	92	97	98
冒口底部	91	92	89	95	94	90	96	94	97	91

实施例2高透气性发热保温冒口的制备

(1)按质量百分比称：铝粉15％、铝屑15％、灰漂珠50％、硝酸钾7％，充分搅拌进行预混5-20min后，再加入13％水玻璃粘结剂进行混合5-10min，制备得到混料；

(2)将前述混料投入到射芯机中在压力6-8kg下在成型模具内进行成型脱模，所述射芯板的射芯板为双层铝合金带排气塞结构，

(3)将脱模成型后的冒口材料在150-190℃燧道窑内，烘干30-60min进行固化成型，烘干后对冒口边角进行清理，最后进行检验与包装。

实施例3高透气性发热保温冒口的制备

(1)按质量百分比称：铝粉19％、铝屑12％、灰漂珠45％、硝酸钾10％，充分搅拌进行预混5-20min后，再加入14％水玻璃粘结剂进行混合5-10min，制备得到混料；

(2)将前述混料投入到射芯机中在压力6-8kg下在成型模具内进行成型脱模，所述射芯板的射芯板为双层铝合金带排气塞结构，

(3)将脱模成型后的冒口材料进行烘干固化成型，烘干后对冒口边角进行清理，最后进行检验与包装。

将根据实施例3的配方及工艺制备得到的冒口和现有技术的配方及使用现有技术的射芯板的射芯机制备得到的冒口，进行强度比较，数据如表3及图8所示：

表3

此外，本发明的配方及工艺方法制备得到的冒口，与现有技术配方及工艺制备得到的冒口芯座开裂率相比，如图9所示只有3.0％，显著减少。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高透气性发热保温冒口，其由如下重量百分比的原料制备而成：铝粉15-20％、铝屑10-15％、保温材料40-55％、硝酸钾5-10％、水玻璃粘结剂5-15％。

2.根据权利要求1所述的高透气性发热保温冒口，其特征在于，所述保温材料选自珍珠岩、灰漂珠、石棉纤维、木质纤维中的一种或两种以上的材料。

3.根据权利要求1所述的高透气性发热保温冒口，其特征在于，所述水玻璃粘结剂为钠水水玻璃粘结剂。

4.根据权利要求1所述的高透气性发热保温冒口，其特征在于，所述铝粉粒径30-270目，其中+200目的不大于10％，-200目不小于90％，铝含量大于99％。

5.根据权利要求1所述的高透气性发热保温冒口，其特征在于，所述铝屑粒径20-270目,其中20目小于3％，270目5-10％，铝含量大于99％。

6.制备如权利要求1-5所述高透气性发热保温冒口的方法，其包括如下步骤：

(1)按比例称取铝粉、铝屑、保温材料、硝酸钾，充分搅拌进行预混，再按比例加入水玻璃粘结剂进行混合，得到物料A；

(2)将物料A投入到射芯机中在成型模具内进行成型、脱模，

(3)将脱模成型后的冒口材料进行烘干固化成型，最后对冒口边角进行清理，进行检验与包装。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述射芯机的射芯板为双层铝合金，且在双层铝合金的外周设排气塞结构。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述排气塞结构是在所述双层铝合金的相互接触面之间形成的凹槽结构。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在160-190℃箱式炉，烘干60-120min进行固化成型。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在150-190℃燧道窑内，烘干30-60min进行固化成型。