CN110170612B - 一种改善无机树脂型砂流动性的方法及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无机树脂型砂铸造技术领域，具体涉及一种改善无机树脂型砂流动性的方法及其应用方法，该改善无机树脂型砂流动性的方法为在无机树脂型砂中加入其总重量2％‑5％的无机粘结剂混砂，然后按照无机树脂型砂总重量的0.3％‑0.8％加入硅烷偶联剂继续混砂，最后通入热空气干燥后去掉无机粘结剂中的水分，制成干态覆膜砂。本发明的改善无机树脂型砂流动性的方法，将无机粘结剂附着在砂粒表面，通入热空气使粘结剂干燥，得到干态覆膜砂，从而大大提高了砂的流动性，为后续射砂成型提供方便。本发明的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，使总的液体量大大减少，从而大大提高了砂的流动性，便于射砂充型获得致密的砂芯。

Description

一种改善无机树脂型砂流动性的方法及其应用方法
技术领域
本发明涉及无机树脂型砂铸造技术领域，具体涉及一种改善无机树脂型砂流动性的方法及其应用方法。
背景技术
无机树脂型砂在使用时会加入粘结剂和辅料，这两者都为液态组分，加入砂子中后会影响砂子的流动性，导致在射芯时较为复杂的砂芯边角处不能填充完整。
为解决上述问题，本发明是一种改善无机树脂型砂流动性及其砂样制备方法。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种改善无机树脂型砂流动性的方法，大大提高了砂的流动性。
本发明的目的之二在于提供一种改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，大大提高了砂的流动性，便于射砂充型获得致密的砂芯。
本发明实现目的之一所采用的方案是：一种改善无机树脂型砂流动性的方法，在无机树脂型砂中加入其总重量2％-5％的无机粘结剂混砂，然后按照无机树脂型砂总重量的0.3％-0.8％加入硅烷偶联剂继续混砂，最后通入热空气干燥后去掉无机粘结剂中的水分，制成干态覆膜砂。
更为优选地，硅烷偶联剂占无机树脂型砂总重量的0.6％。
优选地，所述无机粘结剂为磷酸盐粘结剂。
优选地，所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：60％-63％工业磷酸、13％-15％氢氧化铝、1.8％-3％硼酸、0.5％-1％柠檬酸、0.6％-0.8％硅酸、1.3％-1.6％氧化镁、0.6％-0.8％氧化锌、0.08％-0.10％氧化铜、0.08％-0.10％氧化钇，余量为水。
优选地，所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
优选地，所述磷酸盐粘结剂的制备方法包括以下步骤：(1)将工业磷酸加热至沸腾，然后在搅拌状态下加入粉状氢氧化铝，继续加热至获得均匀透明的反应物；
(2)将硼酸加入所述步骤(1)的透明反应物中，加热并搅拌至获得透明溶液；
(3)将硅酸加入所述步骤(2)的透明溶液中，加热并搅拌至获得透明溶液；
(4)将氧化镁加入所述步骤(3)的透明溶液中，边加边搅拌至获得透明溶液；
(5)将氧化锌加入所述步骤(4)的透明溶液中，边加边搅拌至获得透明溶液；
(6)将柠檬酸加入所述步骤(5)的透明溶液中，边加边搅拌至获得透明溶液；
(7)将氧化钇加入所述步骤(6)的透明溶液中，边加边搅拌至获得透明溶液；
(8)将氧化铜加入所述步骤(7)的透明溶液中，边加边搅拌至获得透明溶液，即为所述磷酸盐无机粘结剂。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH550。
优选地，所述热空气的温度为80-100℃。
本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的改善无机树脂型砂流动性的方法应用方法，采用所述改善无机树脂型砂流动性的方法制备砂样，包括以下步骤：(1)在无机树脂型砂中加入其总重量2％-5％的无机粘结剂混砂；
(2)混合完成后按照无机树脂型砂总重量的0.3％-0.8％加入硅烷偶联剂继续混砂60-120s；
(3)将所述步骤(2)混合好的型砂利用80℃-100℃的热空气干燥，干燥后型砂呈散砂状；
(4)将所述步骤(3)的型砂通过筛分分散，再加入占无机树脂型砂总重量0.6-1.2％的柠檬酸水溶液混合均匀，通过射砂成型；
(5)射砂后，通入干燥后的空气使砂样固化成型，即得所述砂样。
优选地，所述步骤(4)中，柠檬酸水溶液的质量浓度为50wt％。
优选地，所述步骤(4)中，通过射芯机射砂成型，射芯机模具温度为50-80℃。
本发明的改善无机树脂型砂流动性的方法，将无机粘结剂附着在砂粒表面，通入热空气使粘结剂干燥，得到干态覆膜砂，从而大大提高了砂的流动性，为后续射砂成型提供方便。
本发明的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，将得到的干态覆膜砂通过过筛得到散砂，使用时加入液态辅料柠檬酸水溶液，由于干态覆膜砂中的无机粘结剂里的水提前去掉，所采用的液体辅料的量很少，使总的液体量大大减少，从而大大提高了砂的流动性，便于射砂充型获得致密的砂芯；另外液体辅料里的水使砂粒表面的固态粘结剂重新液化，使砂粒又相互连在一起，由于辅料的催化作用，通过射砂成型，在进行脱水而使砂芯得到固化，制备砂样。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种砂样的制备方法，步骤如下：
1、称取原砂2000g，无机磷酸盐粘结剂50g，备用；
2、将原砂和无机磷酸盐粘结剂加入搅拌机内，搅拌120S，混合后按照原砂质量的0.6％加入KH550继续混砂90S；
3、混砂结束后，边搅拌边通入90℃的热空气，干燥25min；
4、干燥完成后得到干态覆膜砂，通过筛分密闭保存备用；
5、向上述干态覆膜砂加入12g质量浓度为50wt％的柠檬酸水溶液，混砂90S后利用射芯机射砂，模具温度70℃；
6、通压缩空气1分钟，固化成型；
7、开模取出砂芯即得产品。
所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
实施例2
一种砂样的制备方法，步骤如下：
1、称取原砂2000g，无机磷酸盐粘结剂40g，备用；
2、将原砂和无机磷酸盐粘结剂加入搅拌机内，搅拌120S，混合后按照原砂质量的0.3％加入KH550继续混砂90S；
3、混砂结束后，边搅拌边通入80℃的热空气，干燥30min；
4、干燥完成后得到干态覆膜砂，通过筛分密闭保存备用；
5、向上述干态覆膜砂加入16g质量浓度为50wt％的柠檬酸水溶液，混砂90S后利用射芯机射砂，模具温度50℃；
6、通压缩空气1分钟，固化成型；
7、开模取出砂芯即得产品。
所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
实施例3
一种砂样的制备方法，步骤如下：
1、称取原砂2000g，无机磷酸盐粘结剂60g，备用；
2、将原砂和无机磷酸盐粘结剂加入搅拌机内，搅拌120S，混合后按照原砂质量的0.8％加入KH550继续混砂90S；
3、混砂结束后，边搅拌边通入100℃的热空气，干燥20min；
4、干燥完成后得到干态覆膜砂，通过筛分密闭保存备用；
5、向上述干态覆膜砂加入18g质量浓度为50wt％的柠檬酸水溶液，混砂90S后利用射芯机射砂，模具温度70℃；
6、通压缩空气2分钟，固化成型；
7、开模取出砂芯即得产品。
所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
实施例4
一种砂样的制备方法，步骤如下：
1、称取原砂2000g，无机磷酸盐粘结剂100g，备用；
2、将原砂和无机磷酸盐粘结剂加入搅拌机内，搅拌120S，混合后按照原砂质量的0.6％加入KH550继续混砂90S；
3、混砂结束后，边搅拌边通入85℃的热空气，干燥30min；
4、干燥完成后得到干态覆膜砂，通过筛分密闭保存备用；
5、向上述干态覆膜砂加入24g质量浓度为50wt％的柠檬酸水溶液，混砂90S后利用射芯机射砂，模具温度80℃；
6、通压缩空气2分钟，固化成型；
7、开模取出砂芯即得产品。
所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
对比例
一种砂样的制备方法，步骤如下：
1、称取原砂2000g，无机磷酸盐粘结剂50g，备用；
2、将原砂和无机磷酸盐粘结剂加入搅拌机内，搅拌120S，混合后按照原砂质量的0.6％加入KH550继续混砂90S；
3、边搅拌边加入12g质量浓度为50wt％的柠檬酸水溶液，混砂90S后利用射芯机射砂，模具温度70℃；
6、通压缩空气5分钟，固化成型；
7、开模取出砂芯即得产品。
所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
实验测试结果：
将本发明实施例1-4与对比例制得的型砂利用射芯机制得标准的“8”字试样，分别通入压缩空气1min、2min、5min，待试样完全硬化后依据GB/T2684-2009铸造用砂及混合料试验方法测定抗拉强度。结果见下表：
Figure BDA0002074541380000051
Figure BDA0002074541380000061
由上表数据可知，本发明实施例1-4制备的试样的平均抗拉强度大幅提高，从砂样平均质量看，砂芯致密度高，间接说明砂的流动性很好，能射制密度高的砂芯，而且因为原砂中液体总量大大减少，砂样硬化干燥速度快，脱模时间缩短。实施例1和2与实施例3和4比较，硬化时间为1min时，没有完全硬透，因而强度低于后者，本发明完全硬化吹气时间为2min，对比例需要5min。
综上，本发明的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，将得到的干态覆膜砂通过过筛得到散砂，使用时加入液态辅料柠檬酸水溶液，由于干态覆膜砂中的无机粘结剂里的水提前去掉，所采用的液体辅料的量很少，使总的液体量大大减少，从而大大提高了砂的流动性，便于射砂充型获得致密的砂芯；另外液体辅料里的水使砂粒表面的固态粘结剂重新液化，使砂粒又相互连在一起，由于辅料的催化作用，通过射砂成型，在进行脱水而使砂芯得到固化，制备砂样。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种改善无机树脂型砂流动性的方法，其特征在于：在无机树脂型砂中加入其总重量2％-5％的无机粘结剂混砂，然后按照无机树脂型砂总重量的0.3％-0.8％加入硅烷偶联剂继续混砂，最后通入热空气干燥后去掉无机粘结剂中的水分，制成干态覆膜砂；所述无机粘结剂为磷酸盐粘结剂；所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：60％-63％工业磷酸、13％-15％氢氧化铝、1.8％-3％硼酸、0.5％-1％柠檬酸、0.6％-0.8％硅酸、1.3％-1.6％氧化镁、0.6％-0.8％氧化锌、0.08％-0.10％氧化铜、0.08％-0.10％氧化钇，余量为水；所述硅烷偶联剂为KH550。
2.根据权利要求1所述的改善无机树脂型砂流动性的方法，其特征在于：所述磷酸盐粘结剂包括以下重量百分比的成分：61.62％工业磷酸、14.14％氢氧化铝、2.19％硼酸、0.73％柠檬酸、0.73％硅酸、1.46％氧化镁、0.73％氧化锌、0.09％氧化铜、0.09％氧化钇，余量为水。
3.根据权利要求1所述的改善无机树脂型砂流动性的方法，其特征在于：所述热空气的温度为80-100℃。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，其特征在于，采用所述改善无机树脂型砂流动性的方法制备砂样，包括以下步骤：(1)在无机树脂型砂中加入其总重量2％-5％的无机粘结剂混砂；
(2)混合完成后按照无机树脂型砂总重量的0.3％-0.8％加入硅烷偶联剂继续混砂60-120s；
(3)将所述步骤(2)混合好的型砂利用80℃-100℃的热空气干燥，干燥后型砂呈散砂状；
(4)将所述步骤(3)的型砂通过筛分分散，再加入占无机树脂型砂总重量0.6-1.2％的柠檬酸水溶液混合均匀，通过射砂成型；
(5)射砂后，通入干燥后的空气使砂样固化成型，即得所述砂样。
5.根据权利要求4所述的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，其特征在于：所述步骤(4)中，柠檬酸水溶液的质量浓度为50wt％。
6.根据权利要求4所述的改善无机树脂型砂流动性的方法的应用方法，其特征在于：所述步骤(4)中，通过射芯机射砂成型，射芯机模具温度为50-80℃。
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