專利名稱：一種防粘鑄造型砂的制備方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，特別涉及砂型鑄造領域。
背景技術：
目前，用砂型鑄造生產的鑄件占總鑄件的80%。砂型鑄造的造型材料在鑄造生產中占有重要的地位，它直接影響鑄造生產的能源消耗、環境污染，以及鑄件的質量、生產效率和成本。國內外廣泛使用的煤粉粘土濕型砂，一般由原砂、粘結劑、煤粉添加物等與水混制而成，具有一定的防粘砂效果和材料成本低、生產效率高的優點，但其消耗量大、排放嚴重、在鑄造過程煤粉燃燒分解產生有毒氣體污染。為了避免鑄件粘砂和夾砂類缺陷，在濕型砂中必須加入一定量的煤粉。煤粉之所以具有防粘砂、抗夾砂的能力，是由于煤粉中的揮發分能在高溫下熱解成一層閃亮的碳膜光亮碳涂覆在鑄型_金屬界面上，對金屬起到物理的屏障作用，同時它也不被鐵水潤濕，可阻止鐵水的滲入，防止粘砂類缺陷的產生。煤粉的另一個重要性質就是它在500 600°C發生軟化結焦，這種充填在砂粒孔隙之間的海綿狀物質，可以吸收石英砂在600°C左右發生的劇烈膨脹，從而減少由于型砂膨脹而產生的結疤缺陷。但是，在型砂配置加煤粉和輸送及澆注落砂回砂過程中，作業環境周圍彌漫著煤粉微粒，造成黑色污染；煤粉的不完全燃燒會產生大量的CO等有毒化學氣體，造成化學污染，對人體的危害更大。煤粉的主要缺點還體現在以下幾點(1)由于煤粉的原料-工業用煤在我國是一種很重要的能源材料，而且用于加工鑄造用煤粉的原料煤必須是優質煤。隨著能源危機的日益嚴重，如果在濕型砂中繼續使用煤粉，將面臨著被截流的危險。(2)由于煤粉的光亮碳生成率較低。當煤粉加入量不足時，起不到防粘砂作砂的透氣性。而且煤粉的焦化是吸熱反應。會使鐵水冷卻的更快，不易控制灰鐵的冷卻工藝。(3)煤粉在燃燒后將殘留下一些低熔點的灰分殘渣，這些灰分與死粘土一起包覆在砂粒表面。形成“魚卵石化使型砂的耐火度降低。增加了型砂次生機械粘砂的傾向。而且型砂中灰分的大量積累會導致型砂透氣性的下降，含水量增加。煤粉砂在循環使用時，灰分含量增加很快，需要補加大量的新砂才能保證型砂的其它性能不降低，這又使得鑄件的成本增加。(4)由于煤粉是黑色粉狀物，所以從加工、運輸、儲存直到整個生產過程都是塵埃飛揚，嚴重惡化了環境衛生。使周圍的人們深受其害。另外，煤粉在澆注時發出難聞的氣味，冒出大量濃煙。這種煙氣中含有有毒物一氧化碳和致癌物3，4苯并芘，而且煤粉煙霧的累積物煙炱以及煤粉在缺氧狀態下燃燒生成的煤焦油也屬于致癌物。由上可見，煤粉粘土濕型砂已經不適應鑄造工業科學發展的需要和當前降耗減排的環境保護政策。所以，近些年，為了減少煤粉粘土砂對環境的污染，鑄造工作者一直設法尋找合適的代用品。中國專利申請號為201010022459. 3的專利申請公開了一種防粘砂，其采用的防粘助劑為Fe2O3、Fe3O4、Na2CKK2O、MgO、CaCKAL2O3或者含有這些化學組分的材料的一種或幾種組成，粒度小于50目。雖然取得了一定的效果，但這些助劑仍為工業物質，成本仍然偏高， 且改善鑄件表面光潔度效果有限。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種防粘鑄造型砂的制備方法，該方法制備的型砂不添加煤粉、主要以玉米面粉和鋸加工木屑為防粘助劑，以期降低成本，并改善鑄件表面光潔度。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種防粘鑄造型砂的制備方法，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂70-85份，膨潤土 6-8份，玉米面粉2-5份，鋸加工木屑1_3份，稻糠粉0. 5-1份，水5_10 份；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量20-30%的水，浸泡3-6小時，得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的30-40%，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量10-20%的水，混合1-2小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小時即可。所述玉米面粉由玉米破碎加工而成，優選粒度為80-100目和100-120目的各占 50%。所述鋸加工木屑為普通木器加工廠鋸加工木材時產生的木屑，優選粒度為40-80目。所述稻糠粉為水稻在加工大米過程中脫去的谷殼加工而成，優選粒度為80-120目。本發明的防粘鑄造型砂的制備方法的有益效果為(1)采用分步混合，特別是采用第1)步，先將玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉進行浸泡處理，使得其與普通型砂和膨潤土的潤濕性更好，使得型砂各組分混合更均勻；(2)本發明方法制備的防粘鑄造型砂不含煤粉；(3)本發明方法制備的防粘鑄造型砂采用木器廠的廢品鋸加工木屑，以及可再生的低成本農作物玉米面粉以及稻糠粉為防粘助劑，成本低，節約資源。(4)本發明方法制備的防粘鑄造型砂在鑄造過程中，不產生有毒、有污染的有害氣體，綠色環保。(5)本發明方法制備的防粘鑄造型砂通過玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉的合理搭配及合理的配比，使得制備的型砂質量優異，采用該型砂生產的鑄件表面光潔度高。
具體實施例方式實施例一一種防粘鑄造型砂的制備方法，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂80份，膨潤土 7份，玉米面粉3份，鋸加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉為80-100目和100-120目的各占50%，鋸加工木屑的粒度為40-80目，稻糠粉的粒度為 80-120目；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量20%的水，浸泡6小時，得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的30%，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量20%的水，混合1小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合4小時即可。實施例二—種防粘鑄造型砂的制備方法，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂80份，膨潤土 7份，玉米面粉3份，鋸加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉為80-100目和100-120目的各占50%，鋸加工木屑的粒度為40-80目，稻糠粉的粒度為 80-120目；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量30%的水，浸泡3小時，得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的40%，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量10%的水，混合2小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2小時即可。實施例三一種防粘鑄造型砂的制備方法，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂80份，膨潤土 7份，玉米面粉3份，鋸加工木屑2份，稻糠粉0. 8份，水9份；其中玉米面粉為80-100目和100-120目的各占50%，鋸加工木屑的粒度為40-80目，稻糠粉的粒度為 80-120目；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量25%的水，浸泡4小時，得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的35%，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量15%的水，混合1. 5小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合3小時即可。采用實施例一至三的方法所制備的防粘鑄造型砂的工藝性能為濕壓強度(MPa)0. 090-0. 095透氣性100熱濕拉強度(KPa)320-330破碎指數(j) 80-83%利用上述實施例三制備的防粘鑄造型砂澆注階梯試樣，澆注條件液體金屬牌號 HT200，澆注溫度 1360°C。階梯試樣不同厚度的表面粗糙度如下6-10mm 6. 0 μ m6-20mm 5. 8 μ m6-30mm 5. 3 μ m6-40mm 6. 2 μ m。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種防粘鑄造型砂的制備方法，其特征在于，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂70-85份，膨潤土 6-8份，玉米面粉2-5份，鋸加工木屑1_3份，稻糠粉0. 5-1 份，水5-10份；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量20-30%的水，浸泡3-6小時， 得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的30-40%，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量10-20%的水，混合1-2小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小時即可。
2.如權利要求1所述的防粘型砂的制備方法，其中第1)步加入總量25%的水，浸泡4 小時；第2)步稱量普通型砂總量的35%，再加入占總量15%的水，混合1. 5小時；第3)步混合3小時。
3.如權利要求1所述的防粘鑄造型砂的制備方法，其中所述玉米面粉由玉米破碎加工而成，粒度為80-100目和100-120目的各占50%。
4.如權利要求1所述的防粘鑄造型砂的制備方法，其中所述鋸加工木屑為普通木器加工廠鋸加工木材時產生的木屑，粒度為40-80目。
5.如權利要求1所述的防粘鑄造型砂的制備方法，其中所述稻糠粉為水稻在加工大米過程中脫去的谷殼加工而成，粒度為80-120目。
全文摘要
本發明公開了一種防粘鑄造型砂的制備方法，所述型砂由以重量份計的下述組分組成普通型砂70-85份，膨潤土6-8份，玉米面粉2-5份，鋸加工木屑1-3份，稻糠粉0.5-1份，水5-10份；其制備方法包括如下步驟1)按配比稱量玉米面粉、鋸加工木屑、稻糠粉，加入總量20-30％的水，浸泡3-6小時，得漿料；2)按配比稱量膨潤土，并稱量普通型砂總量的30-40％，與第1)步的漿料一起放入混砂機中，再加入占總量10-20％的水，混合1-2小時；3)在混砂機中加入剩余的普通型砂和剩余的水，混合2-4小時即可。
文檔編號B22C1/02GK102303092SQ201110244480
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者張明 申請人:無錫華冶鋼鐵有限公司