CN116117071A - 一种防气孔形成的型砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防气孔形成的型砂及其制备方法，本发明涉及型砂技术领域，该型砂的组成原料按重量份组分为：混合硅砂70‑80份、混合粘土10‑20份、氧化铁粉3‑5份、抗粘砂混合物5‑10份、粘合剂3‑5份以及适量的水，通过煤粉、α淀粉和洛铁矿砂可防止粘砂缺陷和降低表面粗糙度，从而改善劳动环境，α淀粉受热燃烧后产生孔隙，能减缓石英砂受热膨胀，从而提高型砂的抗夹砂能力，防止铸件产生夹砂，以及采用氧化铁粉可提高型砂热导率,减少型砂孔隙,提高型砂高温塑性,防止铸件产生夹砂、粘砂、脉纹等缺陷，同时木节黏土和铝矾土有助于型砂的成型，耐高温，热稳定性好，使型砂具有较高的强度和热稳定性，可以承受各种外力和高温。
Description
技术领域
本发明涉及型砂技术领域，具体为一种防气孔形成的型砂及其制备方法。
背景技术
型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及树脂砂用的最多；
其中粘土砂由天然硅砂、粘土、辅加物和水混合而成，然而由于粘土砂水分较高，强度和透气性较低，则铸件时易于产生气孔、夹砂、粘砂、胀砂等缺陷，为此，我们我们提出了一种防气孔形成的型砂及其制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种防气孔形成的型砂及其制备方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提出了一种防气孔形成的型砂及其制备方法，该型砂的组成原料按重量份组分为：混合硅砂70-80份、混合粘土10-20份、氧化铁粉3-5份、抗粘砂混合物5-10份、粘合剂3-5份以及适量的水。
优选的，所述混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。
优选的，所述混合硅砂的制备方法为：
①将石英砂和再生砂分别进行除杂除污处理并清洗，清洗后的石英砂和再生砂进行烘干和球磨作业，球磨后过200目标准筛，得到200目的石英砂和再生砂备用；
②按比例选取过目筛后的石英砂和再生砂加入在混合机中以400-600rpm的速度搅拌15-20分钟进行混合，从而得到混合硅砂。
优选的，所述混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。
优选的，所述混合粘土的制备方法为：
①将膨润土、木节黏土和铝矾土分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的膨润土、木节黏土和铝矾土备用；
②按比例选取过目筛后的膨润土、木节黏土和铝矾土加入在混合机中以搅拌均匀，并在混合机中加入适量的水进行造粒，之后送入煅烧炉中，在300-400℃下预烧20分钟，然后在500-700℃下烧结，取出得到颗粒状混合粘土。
优选的，所述抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。
优选的，所述抗粘砂混合物的制备方法为：
①将煤粉、α淀粉和洛铁矿砂分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂备用；
②按比例选取过目筛后的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂加入在混合机中搅拌3-6分钟进行干混，之后在混合机中加入适量的水进行湿混5-10分钟，从而取出可得抗粘砂混合物。
优选的，所述粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。
第二方面，本发明根据上述的一种防气孔形成的型砂，提出了一种制备方法，其制备方法包括如下步骤：
S1、首先将氧化铁粉放入万能粉碎机中粉碎，并在粉碎后过100目筛；
S2、按配方量称取混合硅砂、混合粘土、氧化铁粉、抗粘砂混合物以及粘合剂，将配方量的混合硅砂、混合粘土以及粘合剂加入在混合机中混合15分钟，待混合均匀后加入配方量的氧化铁粉和抗粘砂混合物加热至70-80℃，搅拌20-25分钟得到混合物料；
S3、之后在混合机中加入3-5％重量份的水与混合物料进行混合，从而的到型砂。
本发明提供了一种防气孔形成的型砂及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
一种防气孔形成的型砂及其制备方法，通过煤粉、α淀粉和洛铁矿砂可防止粘砂缺陷和降低表面粗糙度，从而改善劳动环境，α淀粉受热燃烧后产生孔隙，能减缓石英砂受热膨胀，从而提高型砂的抗夹砂能力，防止铸件产生夹砂，以及采用氧化铁粉可提高型砂热导率,减少型砂孔隙,提高型砂高温塑性,防止铸件产生夹砂、粘砂、脉纹等缺陷，同时木节黏土和铝矾土有助于型砂的成型，耐高温，热稳定性好，使型砂具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种防气孔形成的型砂及其制备方法，该型砂的组成原料按重量份组分为：混合硅砂70-80份、混合粘土10-20份、氧化铁粉3-5份、抗粘砂混合物5-10份、粘合剂3-5份以及适量的水。
混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。需要说明的是，混合硅砂采用石英砂和再生砂进行混合，有效利用回收资源，氧化铁粉可提高型砂热导率,减少型砂孔隙,提高型砂高温塑性,防止铸件产生夹砂、粘砂、脉纹等缺陷。
混合硅砂的制备方法为：
①将石英砂和再生砂分别进行除杂除污处理并清洗，清洗后的石英砂和再生砂进行烘干和球磨作业，球磨后过200目标准筛，得到200目的石英砂和再生砂备用；
②按比例选取过目筛后的石英砂和再生砂加入在混合机中以400-600rpm的速度搅拌15-20分钟进行混合，从而得到混合硅砂。
混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。需要说明是，木节黏土有助于型砂的成型，铝矾土耐高温，热稳定性好，使型砂具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用。
混合粘土的制备方法为：
①将膨润土、木节黏土和铝矾土分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的膨润土、木节黏土和铝矾土备用；
②按比例选取过目筛后的膨润土、木节黏土和铝矾土加入在混合机中以搅拌均匀，并在混合机中加入适量的水进行造粒，之后送入煅烧炉中，在300-400℃下预烧20分钟，然后在500-700℃下烧结，取出得到颗粒状混合粘土。
抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。需要说明的是，煤粉、α淀粉和洛铁矿砂可防止粘砂缺陷和降低表面粗糙度，从而改善劳动环境，α淀粉受热燃烧后产生孔隙，能减缓石英砂受热膨胀，从而提高型砂的抗夹砂能力，防止铸件产生夹砂。
抗粘砂混合物的制备方法为：
①将煤粉、α淀粉和洛铁矿砂分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂备用；
②按比例选取过目筛后的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂加入在混合机中搅拌3-6分钟进行干混，之后在混合机中加入适量的水进行湿混5-10分钟，从而取出可得抗粘砂混合物。
粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。需要说明的是，呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂作为粘合剂可增加砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好。
根据上述的一种防气孔形成的型砂，提出了一种制备方法，其制备方法包括如下步骤：
S1、首先将氧化铁粉放入万能粉碎机中粉碎，并在粉碎后过100目筛；
S2、按配方量称取混合硅砂、混合粘土、氧化铁粉、抗粘砂混合物以及粘合剂，将配方量的混合硅砂、混合粘土以及粘合剂加入在混合机中混合15分钟，待混合均匀后加入配方量的氧化铁粉和抗粘砂混合物加热至70-80℃，搅拌20-25分钟得到混合物料；
S3、之后在混合机中加入3-5％重量份的水与混合物料进行混合，从而的到型砂。
本发明的实施方案所采取的一种防气孔形成的型砂，具体如下：
实施例一
本发明设计的一种防气孔形成的型砂，该型砂的原料按重量份组分为：混合硅砂70份、混合粘土20份、氧化铁粉5份、抗粘砂混合物10份、粘合剂5份以及适量的水；
混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。
混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。
抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。
粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。
实施例二
本发明设计的一种防气孔形成的型砂，该型砂的原料按重量份组分为：混合硅砂75份、混合粘土15份、氧化铁粉4份、抗粘砂混合物8份、粘合剂4份以及适量的水；
混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。
混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。
抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。
粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。
实施例三
本发明设计的一种防气孔形成的型砂，该型砂的原料按重量份组分为：混合硅砂80份、混合粘土10份、氧化铁粉3份、抗粘砂混合物5份、粘合剂3份以及适量的水；
混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。
混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。
抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。
粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。
根据上述实施例一、实施例二和实施例三的原料重量成分可分别制得型砂A、型砂B和型砂C；
上述型砂A、型砂B和型砂C的性能检测结果如下表所示：
| 型砂A | 型砂B | 型砂C | |
| 湿压强度(Kpa) | 225.3 | 233.8 | 224.5 |
| 湿拉强度(Kpa) | 28 | 25 | 24 |
| 耐火度(℃) | 1600 | 1550 | 1525 |
| 透气性 | 112 | 108 | 107 |
| 紧实度(％) | 48.8 | 45.5 | 46.2 |
| 砂型强度(Kpa) | 254 | 248 | 235 |
由上表可得，型砂A、型砂B和型砂C均具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种防气孔形成的型砂，其特征在于，该型砂的组成原料按重量份组分为：混合硅砂70-80份、混合粘土10-20份、氧化铁粉3-5份、抗粘砂混合物5-10份、粘合剂3-5份以及适量的水。
2.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述混合硅砂为石英砂和再生砂的混合物，且石英砂和再生砂的混合比例为5:1。
3.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述混合硅砂的制备方法为：
①将石英砂和再生砂分别进行除杂除污处理并清洗，清洗后的石英砂和再生砂进行烘干和球磨作业，球磨后过200目标准筛，得到200目的石英砂和再生砂备用；
②按比例选取过目筛后的石英砂和再生砂加入在混合机中以400-600rpm的速度搅拌15-20分钟进行混合，从而得到混合硅砂。
4.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述混合粘土为膨润土、木节黏土和铝矾土的混合物，且膨润土、木节黏土和铝矾土的混合比例为4:3:3。
5.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述混合粘土的制备方法为：
①将膨润土、木节黏土和铝矾土分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的膨润土、木节黏土和铝矾土备用；
②按比例选取过目筛后的膨润土、木节黏土和铝矾土加入在混合机中以搅拌均匀，并在混合机中加入适量的水进行造粒，之后送入煅烧炉中，在300-400℃下预烧20分钟，然后在500-700℃下烧结，取出得到颗粒状混合粘土。
6.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述抗粘砂混合物为煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合物，且煤粉、α淀粉和洛铁矿砂的混合比例为2:2:1。
7.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述抗粘砂混合物的制备方法为：
①将煤粉、α淀粉和洛铁矿砂分别进行粉碎并过100目标准筛，得到100目的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂备用；
②按比例选取过目筛后的煤粉、α淀粉和洛铁矿砂加入在混合机中搅拌3-6分钟进行干混，之后在混合机中加入适量的水进行湿混5-10分钟，从而取出可得抗粘砂混合物。
8.根据权利要求1所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，所述粘合剂为呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂其中一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种防气孔形成的型砂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
S1、首先将氧化铁粉放入万能粉碎机中粉碎，并在粉碎后过100目筛；
S2、按配方量称取混合硅砂、混合粘土、氧化铁粉、抗粘砂混合物以及粘合剂，将配方量的混合硅砂、混合粘土以及粘合剂加入在混合机中混合15分钟，待混合均匀后加入配方量的氧化铁粉和抗粘砂混合物加热至70-80℃，搅拌20-25分钟得到混合物料；
S3、之后在混合机中加入3-5％重量份的水与混合物料进行混合，从而的到型砂。
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