專利名稱：一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法
技術領域：
本發明主要用于熔模鑄造行業，用來清除熔模鑄造的鑄件表面的殘留鑄砂，該工藝具有操作方便、安全性高、低毒、低污染、高效率、不損傷鑄件、無有毒氣體逸出的優點。
背景技術：
傳統的松砂方法是將有殘留鑄砂的鑄件浸泡在高濃度的氫氟酸(大于40%)里1-2小時；或浸泡在熔化狀態的NaOH或KOH里，溫度達到700°C以上，時間O. 5-1小時，使其表面殘留鑄砂部分化解或松動，然后經清水沖洗，再用小鋼丸在高壓氣流的帶動下高速沖擊鑄件表面，而將殘砂從鑄件表面脫落下來。氫氟酸的危害主要包括
1、氫氟酸中的氫離子對人體組織有脫水和腐蝕作用，而氟是最活潑的非金屬元素之一，與氫離子結合較牢(電離常數κ=3. 5*10_4)。皮膚與氫氟酸接觸后，非離子狀態的HF不斷解離而滲透到深層組織，溶解細胞膜，造成表皮、真皮、皮下組織乃至肌層液化壞死。氟離子與組織中的鈣和鎂離子結合形成難溶性鹽。鈣離子的減少使細胞對鉀離子的通透性增加，鉀離子從細胞外導致神經細胞的去極化而引起劇痛；
2、估計人體攝入I.5g氫氟酸可導致立即死亡；
3、吸入高濃度的氫氟酸霧，引起支氣管炎和出血性肺水腫；
4、氫氟酸也可經皮膚吸收而引起嚴重中毒。由于氫氟酸具有很大危害，這種清除方法還有下列缺點和不足時間長、毒性大、極易污染環境、破壞地質結構、易損傷鑄件，對工人身體健康構成極大危害。據不完全統計，全國熔模鑄造行業每年用來清除鑄件表面各種殘留砂的氫氟酸(50%)高于I萬噸，而這些氫氟酸都以氣體或以其它氟化物形式排入大氣或河流或土壤中，對環境、對土壤、對人們身體健康構成了極大的威脅和隱患。因氫氟酸造成的環境污染及人員傷害的事故時有發生，并不時見諸各種媒體。高溫熔融的NaOH、KOH的危害主要包括
I、有強烈的刺激性和腐蝕性，并產生有毒氣體、粉塵和煙霧。它們會刺激人的眼睛和呼吸道，腐蝕鼻中隔、皮膚、眼膜，與其接觸會引起灼傷，造成消化道、呼吸道、粘膜糜爛，出血和休克，甚至致死。2、鑄造松砂的堿爆工藝所需溫度高達700°C以上，不易保溫和恒溫，故其耗能非常大，工作液更換快、耗損大，其廢液的含堿量也很高，故而這種工藝對周圍環境造成了很大的破壞，易使周圍土壤鹽堿化。3、它具有下列缺陷時間長、能耗高、毒性大、極易污染環境和大氣，使鑄件精密度下降，對工人身體健康構成了極大的危害。據不完全統計，全國熔模鑄造行業每年用來清除鑄件表面各種殘留砂的NaOH或KOH高達3萬噸，而直接以Na0H、K0H這種高腐蝕性的無機堿排放到大氣和河流或土壤中高達I萬噸，對環境、土壤、對人們身體健康構成了極大的威脅和隱患。因堿爆灼傷人員，因高溫高濃堿液污染環境的事故，已屢見不鮮，已列為鑄造業的一害。因此尋找一種低毒、低污染、低能耗、高安全性、高效益、高利用率的鑄件殘砂松動方法具有極大的社會意義和經濟價值
發明內容
本發明要解決的技術問題在于克服傳統工藝中使用高濃度氫氟酸、高溫熔融無機強堿來松動鑄件表面的鑄砂所帶來的高污染、高毒性、高能耗、易損傷鑄件、危害工人健康、適用范圍窄的缺陷，提供一種操作方便、安全性高、低毒、低污染、高利用率、不損傷鑄件、低能耗、適用范圍廣的鑄件表面殘留鑄砂的清除方法。為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其包括以下步驟
步驟I:把無機強堿溶液放入耐堿金屬材料制作的鍋式反應器中，將帶有殘留鑄砂的鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸泡在上述無機強堿溶液中；
步驟2:，密閉加溫進行除砂；
步驟3 :停止加溫，將鑄件取出，用清水沖洗鑄件表面。上述技術方案的進一步限定在于，步驟I中的鍋式反應器可以是低壓鍋式反應器、常壓鍋式反應器或者中壓鍋式反應器。上述技術方案的進一步限定在于，步驟I中的所述無機強堿溶液是NaOH水溶液、KOH水溶液中的一種或者一種以上的混合液。上述技術方案的進一步限定在于，所述無機強堿溶液中可以加入0-5%的耐堿性非離子表面活性劑。上述技術方案的進一步限定在于，步驟2中，工作壓力保持在I. 6Mpa以下，工作溫度保持在90-250°C，工作時間大于30分鐘。上述技術方案的進一步限定在于，在碳鋼材料制作的低壓鍋式反應器中加入100重量份自來水、35重量份NaOH、l重量份0P-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該0P-10非離子表面活性劑的濃度為O. 74% ;將帶有殘留SiO2鑄砂的鑄鐵件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O. IMpa，工作溫度保持在100-150°C之間，工作時間3小時；然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄鐵件取出，用清水沖洗表面。上述技術方案的進一步限定在于，在不銹鋼材料制作的常壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水、30重量份K0H、2重量份TX-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該TX-10非離子表面活性劑的濃度為I. 52%;將帶有殘留Si02、Al2O3鑄砂的鑄銅件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O. 06Mpa，工作溫度保持在90-140°C之間，工作時間3. 5小時；然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄銅件取出，用清水沖洗表面。上述技術方案的進一步限定在于，在低合金鋼材料制作的中壓鍋式反應器中，力口入100重量份自來水、15重量份Na0H、20重量份Κ0Η，攪拌均勻；將帶有殘留A1203、ZrSiO4鑄砂的不銹鋼鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到IMpa，工作溫度保持在150-200°C之間，工作時間I小時；停止加溫，靜止30分鐘，將不銹鋼鑄件取出，用清水沖洗表面。
上述技術方案的進一步限定在于，在中合金鋼材料制作的低壓鍋式反應器中，力口入100重量份自來水，30重量份RbOH，5重量份Ca(OH)2, 5重量份NP-9非離子表面活性劑，攪拌均勻，該NP-9非離子表面活性劑的濃度為3. 57% ;將有殘留的Si02、A1203、ZrSiO4鑄砂的鈦合金鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O. 05Mpa以下，工作溫度保持在90-130°C，工作時間3. 5小時；停止加溫，靜止30分鐘，將鈦合金鑄件取出，用清水沖洗表面。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果縮短清砂時間；降低了毒性，提高安全性；沒有有毒氣體逸出；減輕了對環境的危害；對鑄件沒有腐蝕性；不使用氫氟酸和大量工業堿；節·約能源。
具體實施例方式本發明提出一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其包括以下步驟
步驟I :把無機強堿溶液放入耐堿金屬材料制作的鍋式反應器中，將帶有殘留鑄砂(SiO2, A1203、ZrO、ZrSiO4等)的鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸泡在上述無機強堿溶液中；
步驟2:，密閉加溫進行除砂；
步驟3 :停止加溫，將鑄件取出，用清水沖洗鑄件表面。步驟I中的鍋式反應器可以是低壓鍋式反應器、常壓鍋式反應器或者中壓鍋式反應器。步驟I中的所述無機強堿溶液是NaOH水溶液、KOH水溶液中的一種或者一種以上的混合液。所述無機強堿溶液中可以加入0-5%的耐堿性非離子表面活性劑。步驟2中，工作壓力(表壓)保持在I. 6Mpa以下，工作溫度保持在90_250°C，工作時間大于30分鐘。實施例一
在碳鋼材料制作的低壓鍋式反應器中加入100重量份自來水、35重量份NaOH、I重量份0P-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該0P-10非離子表面活性劑的濃度為O. 74%。將帶有殘留SiO2鑄砂的鑄鐵件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力(表壓)達到O. IMpa，工作溫度保持在100-150°c之間，工作時間3小時。然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄鐵件取出，用清水沖洗表面。實施例二
在不銹鋼材料制作的常壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水、30重量份Κ0Η、2重量份TX-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該TX-10非離子表面活性劑的濃度為I. 52%。將帶有殘留Si02、Al203鑄砂的鑄銅件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力(表壓)達到O. 06Mpa，工作溫度保持在90-140°C之間，工作時間
3.5小時。然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄銅件取出，用清水沖洗表面。實施例三在低合金鋼材料制作的中壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水、15重量份NaOH、20重量份K0H，攪拌均勻。將帶有殘留Al203、ZrSi04鑄砂的不銹鋼鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力(表壓)達到IMpa，工作溫度保持在150-200°C之間，工作時間I小時。停止加溫，靜止30分鐘，將不銹鋼鑄件取出，用清水沖洗表面。實施例四
在中合金鋼材料制作的低壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水，30重量份RbOH，5重量份Ca (OH)2, 5重量份NP-9非離子表面活性劑，攪拌均勻，該NP-9非離子表面活性劑的濃度為3. 57%。將有殘留的Si02、A1203、ZrSiO4鑄砂的鈦合金鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上液中，密閉加溫，使其工作壓力(表壓)達到O. 05Mpa以下，工作溫度保持在90-130°C，工作時間3. 5小時。停止加溫，靜止30分鐘，將鈦合金鑄件取出，用清水沖洗表面。下表是本發明方法與氫氟酸、堿爆工藝松動鑄砂的性能對比表
權利要求
1.一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，其包括以下步驟 步驟I:把無機強堿溶液放入耐堿金屬材料制作的鍋式反應器中，將帶有殘留鑄砂的鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸泡在上述無機強堿溶液中； 步驟2 :，密閉加溫進行除砂； 步驟3 :停止加溫，將鑄件取出，用清水沖洗鑄件表面。
2.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，步驟I中的鍋式反應器可以是低壓鍋式反應器、常壓鍋式反應器或者中壓鍋式反應器。
3.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，步驟I中的所述無機強堿溶液是NaOH水溶液、KOH水溶液中的一種或者一種以上的混合液。
4.根據權利要求I或3所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，所述無 機強堿溶液中可以加入0-5%的耐堿性非離子表面活性劑。
5.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，步驟2中，工作壓力保持在I. 6Mpa以下，工作溫度保持在90-250°C，工作時間大于30分鐘。
6.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，在碳鋼材料制作的低壓鍋式反應器中加入100重量份自來水、35重量份NaOH、l重量份0P-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該0P-10非離子表面活性劑的濃度為O. 74% ;將帶有殘留SiO2鑄砂的鑄鐵件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O.IMpa，工作溫度保持在100-150°c之間，工作時間3小時；然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄鐵件取出，用清水沖洗表面。
7.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，在不銹鋼材料制作的常壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水、30重量份K0H、2重量份TX-10非離子表面活性劑，攪拌均勻，該TX-10非離子表面活性劑的濃度為I. 52% ;將帶有殘留Si02、Al2O3鑄砂的鑄銅件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O. 06Mpa,工作溫度保持在90-140°C之間，工作時間3. 5小時；然后停止加溫，靜止30分鐘，將鑄銅件取出，用清水沖洗表面。
8.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，在低合金鋼材料制作的中壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水、15重量份Na0H、20重量份KOH，攪拌均勻；將帶有殘留A1203、ZrSiO4鑄砂的不銹鋼鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上述溶液中，密閉加溫，使其工作壓力達到IMpa，工作溫度保持在150-200°C之間，工作時間I小時；停止加溫，靜止30分鐘，將不銹鋼鑄件取出，用清水沖洗表面。
9.根據權利要求I所述的一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其特征在于，在中合金鋼材料制作的低壓鍋式反應器中，加入100重量份自來水，30重量份RbOH，5重量份Ca(0H)2，5重量份NP-9非離子表面活性劑，攪拌均勻，該NP-9非離子表面活性劑的濃度為·3.57% ;將有殘留的Si02、A1203、ZrSiO4鑄砂的鈦合金鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸入上液中，密閉加溫，使其工作壓力達到O. 05Mpa以下，工作溫度保持在90-130°C，工作時間3. 5小時；停止加溫，靜止30分鐘，將鈦合金鑄件取出，用清水沖洗表面。
全文摘要
一種鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，其包括以下步驟步驟1把無機強堿溶液放入耐堿金屬材料制作的鍋式反應器中，將帶有殘留鑄砂的鑄件通過吊籃放入鍋式反應器中后浸泡在上述無機強堿溶液中；步驟2，密閉加溫進行除砂；步驟3停止加溫，將鑄件取出，用清水沖洗鑄件表面。本發明鑄件表面殘留鑄砂的清除方法，操作方便、安全性高、低毒、低污染、高利用率、不損傷鑄件、低能耗、適用范圍廣。
文檔編號B22D31/00GK102921935SQ20121049595
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者吳耀祖, 黃鶴 申請人:吳耀祖