專利名稱：鑄造用型砂粘潰劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造行業(yè)型砂用具有粘合和潰散作用的粘潰劑。
背景技術(shù)：
水玻璃型砂、粘土型砂、樹脂型砂為國內(nèi)三大型砂類型。這三種不同型砂比較，粘土型砂粉塵污染嚴(yán)重，操作環(huán)境差；樹脂砂化學(xué)污染明顯，造價(jià)太高。從環(huán)保角度和經(jīng)濟(jì)角度綜合衡量，水玻璃型砂是最有希望實(shí)現(xiàn)綠色鑄造的粘結(jié)劑，它無毒、無嗅，環(huán)境好，有廣泛適用范圍，因它有較好的退讓性，型、芯強(qiáng)度高，特別適合鑄鋼件的生產(chǎn)。但它有致命的弱點(diǎn)潰散性差，生產(chǎn)中造成大量型、芯砂的廢棄。許多鑄造工作者作了巨大的努力，取得了相當(dāng)?shù)某删?，許多潰散劑、改性劑已投入生產(chǎn)應(yīng)用，潰散性得到改善。同時(shí)也產(chǎn)生了許多新問題，如型、芯強(qiáng)度下降、適應(yīng)性差、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。中國專利申請?zhí)?0102788，公開了一種水玻璃砂潰散劑，在水玻璃中只引入了有機(jī)潰散劑，還不能有效地解決高溫潰散性和潰散劑的均勻性問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鑄造用型砂粘潰劑，高溫潰散性好，使型砂濕結(jié)合力強(qiáng)，干粘結(jié)強(qiáng)度好。
本發(fā)明的鑄造用型砂粘潰劑，其特征在于由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成水玻璃94.5-98％、葡萄糖粉1.5-2.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉0.2-2％、懸浮劑0.2-0.5％、防腐劑0.1-0.5％。
本發(fā)明以水玻璃為主要成分，同時(shí)引入了有機(jī)潰散劑和無機(jī)潰散劑，懸浮劑解決了無機(jī)潰散劑易下沉分層的難題，防腐劑主要解決了有機(jī)潰散劑的易變質(zhì)問題。懸浮劑可以選用三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、膨潤土或分子量低于300萬的聚丙烯酰胺等公知產(chǎn)品，優(yōu)選三聚磷酸鈉；防腐劑可以選用硼砂、亞硫酸鈉或苯甲酸鈉等公知產(chǎn)品，優(yōu)選硼砂。水玻璃最好采用模數(shù)M為2.15-2.30，密度為1.45-1.47g/cm3的產(chǎn)品。
本發(fā)明粘潰劑的制備方法為，將各原料在乳化槽中混合，常溫下乳化機(jī)高速攪拌1h即可。
本發(fā)明粘潰劑在鑄造用砂中的使用量為以重量比計(jì)，鑄造用砂∶粘潰劑＝100∶6-8。
以下比較詳細(xì)地說明本發(fā)明的制備機(jī)理和特點(diǎn)(一)有機(jī)潰散劑葡萄糖增潰機(jī)理引入有機(jī)潰散劑葡萄糖，使其迅速溶解在水玻璃的已存水中，形成均勻粘液，當(dāng)型砂溫度到達(dá)600℃時(shí)，葡萄糖已完全分解，使水玻璃燒結(jié)膜出現(xiàn)許多空穴，破壞了水玻璃燒結(jié)膜的完整性，從而提高了型砂＜800℃的潰散性。當(dāng)型砂溫度達(dá)800℃時(shí)，水玻璃燒結(jié)膜便出現(xiàn)液相，使空穴大部份消失，所以引入有機(jī)潰散劑葡萄糖，主要效果是明顯提高了型砂800℃以前的潰散性。
(二)無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣增潰機(jī)理輕質(zhì)碳酸鈣的主成份為CaCO3，含量≥98％，引入無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣后，當(dāng)型砂溫度≥850℃時(shí)，CaCO3便分解為CaO和CO2氣體，借CaCO3的高溫分解和CaO的相變膨脹，使水玻璃燒結(jié)膜出現(xiàn)裂紋或形成脆化膜，從而降低了800～1100℃型砂的殘留強(qiáng)度，換言之，無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣明顯的提高了型砂溫度達(dá)800～1100℃的潰散性。由于采用了有機(jī)潰散劑葡萄糖和無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣的恰當(dāng)并用，顯著提高了澆鑄冷卻后型、芯砂的潰散性。輕質(zhì)碳酸鈣本發(fā)明最好采用超細(xì)粉，其粒度為3000-5000目。
(三)提高型砂干強(qiáng)度機(jī)理1、本發(fā)明以水玻璃為主粘劑。選用的有機(jī)潰散劑葡萄糖本身也是一種很好的有機(jī)粘合劑(且易溶于水)。葡萄糖明顯發(fā)揮了共粘劑的作用。
2、本發(fā)明引入的防腐劑硼砂，在和水玻璃配伍中也是一種助粘劑，它促進(jìn)了水玻璃自身粘度的提高。
3、本發(fā)明由于共粘劑，助粘劑的引入，一方面靠助粘劑提高了水玻璃自身的粘結(jié)強(qiáng)度，另一方面靠共粘劑額外補(bǔ)充了型砂的粘結(jié)強(qiáng)度，所以使型砂的干強(qiáng)度有了明顯提高，和單一水玻璃相比，型砂干強(qiáng)度提高了30％。
(四)合理利用水玻璃的原有水份，不另外加水工藝中用水玻璃中的已有水份將有機(jī)潰散劑葡萄糖、懸浮劑和防腐劑迅速溶解，形成均勻溶液。即增加了粘潰劑在型砂濕態(tài)的粘結(jié)力，又避免了另加水后溶液易分層及水玻璃密度降低的缺點(diǎn)。
(五)無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉引入后，帶來了無機(jī)細(xì)粉長期放置的下沉現(xiàn)象。當(dāng)選用3000～5000目的超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣后有一定效果，引入懸浮劑三聚磷酸鈉后效果明顯。采用乳化機(jī)操作后效果更加理想，在解決無機(jī)潰散劑輕質(zhì)碳酸鈣引入后易下沉分層的難題中本發(fā)明優(yōu)選采取了以下措施1、選用了3000～5000目的輕質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉減少下沉。
2、利用水玻璃的自身粘稠度，阻止下沉。
3、引入懸浮劑延緩下沉。
4、采用乳化機(jī)操作(轉(zhuǎn)速2000～3000r/min)，使無機(jī)潰散劑顆粒呈近膠體化狀態(tài)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(一)有良好的環(huán)保性，是鑄造綠色的希望。
1、該產(chǎn)品本身為無毒、無異味的均勻液體。產(chǎn)品在生產(chǎn)的全過程中無廢氣、無廢水、無廢渣。
2、用戶使用中可顯著提高舊砂回用率。舊砂回用率為50～70％，舊砂(廢渣)的排放量減少了50～70％。
3、用戶使用中，工作空間除CO2吹硬帶來的少量CO2余氣外，無其它任何新的有毒、有害氣體產(chǎn)生。同時(shí)明顯降低了CO2余氣濃度，因CO2硬化中可降低CO2用量50％。
(二)有良好的潰散性本發(fā)明發(fā)揚(yáng)了水玻璃的優(yōu)點(diǎn)，克服了水玻璃潰散性能差的致命弱點(diǎn)。由于潰散性的顯著提高，縮短了清模時(shí)間，改善了清模工作環(huán)境，更重要的是提高了舊砂回用率。
(三)砂型干強(qiáng)度高，型砂濕粘結(jié)力強(qiáng)使用本發(fā)明產(chǎn)品，型砂硬化到終強(qiáng)度后較水玻璃強(qiáng)度增加30％，并能適應(yīng)各種形狀，各種尺寸型、芯的需要。
由于有機(jī)潰散劑和無機(jī)潰散劑的引入，增加了型砂的濕態(tài)粘結(jié)力、型砂干強(qiáng)度和型砂高溫后的潰散性。
(四)適應(yīng)多種硬化方式本發(fā)明產(chǎn)品能適應(yīng)多種硬化方式(如烘干硬化、CO2硬化、酯硬化、無機(jī)鹽硬化、微波硬化、真空置換硬化等)。在CO2硬化中可降低CO250％以上，縮短硬化時(shí)間50％。
(五)縮短了CO2硬化后的烘干時(shí)間。
本發(fā)明產(chǎn)品可使CO2硬化后的烘干時(shí)間縮短30～60％。
(六)有優(yōu)異的防粘砂能力。
本發(fā)明產(chǎn)品型砂濕粘結(jié)力強(qiáng)，使型砂結(jié)合更緊密，有效阻止了鋼水的滲入，使粘砂現(xiàn)象大為減輕。
(七)操作方便本發(fā)明產(chǎn)品成功地將粘合劑(水玻璃)、有機(jī)潰散劑(葡萄糖粉)、無機(jī)潰散劑(輕質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉)、懸浮劑(三聚磷酸鈉)、防腐劑(硼砂)變?yōu)橐惑w化，使用、操作方便。
以下是本發(fā)明產(chǎn)品與單一水玻璃的效果對照。
目前國內(nèi)絕大數(shù)鑄造廠仍使用單一水玻璃作粘合劑。本發(fā)明產(chǎn)品屬新一代改性水玻璃類型，具備型砂濕態(tài)粘結(jié)力好，CO2吹硬和低溫烘干后干強(qiáng)度高，高溫時(shí)僅保持了恰當(dāng)?shù)臍埩魪?qiáng)度，型砂潰散性好，鑄件質(zhì)量高。用本發(fā)明產(chǎn)品和單一水玻璃制做的型砂效果對照如下

具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例所用的原料質(zhì)量為

實(shí)施例一水玻璃96％、葡萄糖粉2％、輕質(zhì)碳酸鈣粉1％、三聚磷酸鈉0.5％、硼砂0.5％。
實(shí)施例二水玻璃94.5％、葡萄糖粉2.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉2％、三聚磷酸鈉0.5％、硼砂0.5％。
實(shí)施例三水玻璃98％、葡萄糖粉1.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉0.2％、三聚磷酸鈉0.2％、硼砂0.1％。
實(shí)施例四水玻璃96％、葡萄糖粉2％、輕質(zhì)碳酸鈣粉1.5％、六偏磷酸鈉0.3％、苯甲酸鈉0.2％。
實(shí)施例五水玻璃96％、葡萄糖粉2％、輕質(zhì)碳酸鈣粉1.5％、三聚磷酸鈉0.3％、亞硫酸鈉0.2％。
實(shí)施例六水玻璃98％、葡萄糖粉1.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉0.2％、膨潤土0.2％、硼砂0.1％。
權(quán)利要求
1.鑄造用型砂粘潰劑，其特征在于由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成水玻璃94.5-98％、葡萄糖粉1.5-2.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉0.2-2％、懸浮劑0.2-0.5％、防腐劑0.1-0.5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘潰劑，其特征在于所述懸浮劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、膨潤土或分子量低于300萬的聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘潰劑，其特征在于所述懸浮劑為三聚磷酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘潰劑，其特征在于所述防腐劑為硼砂、亞硫酸鈉或苯甲酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘潰劑，其特征在于所述防腐劑為硼砂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘潰劑，其特征在于所述水玻璃的模數(shù)M為2.15-2.30，密度為1.45-1.47g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘潰劑，其特征在于所述輕質(zhì)碳酸鈣粉的粒度為3000-5000目。
全文摘要
鑄造用型砂粘潰劑，由如下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成水玻璃94.5－98％、葡萄糖粉1.5－2.5％、輕質(zhì)碳酸鈣粉0.2－2％、懸浮劑0.2－0.5％、防腐劑0.1－0.5％。本發(fā)明產(chǎn)品成功地將水玻璃、有機(jī)潰散劑、無機(jī)潰散劑、懸浮劑、防腐劑變?yōu)橐惑w化，具有良好的高溫潰散性、砂型干強(qiáng)度高，型砂濕粘結(jié)力強(qiáng)、具有優(yōu)異的防粘砂能力、能夠適應(yīng)多種硬化方式、縮短了CO
文檔編號B22C1/16GK1721103SQ200410035418
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月17日
發(fā)明者王繼啟, 寧強(qiáng), 張紅, 張龍 申請人:王繼啟