鑄造用發熱保溫冒口及其制備方法
【專利摘要】鑄造用發熱保溫冒口及其制備方法，它屬于鑄造領域。本發明解決現有冒口存在保溫不良、發熱不足的問題，延長冒口內金屬液的凝固時間，進而降低鑄件縮孔、縮松等鑄造缺陷，提升出品率。本發明的冒口由膨脹蛭石、鎂砂粉、石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉、螢石粉、水玻璃、赤泥和木質素制成的。方法：一、稱取；二、將膨脹蛭石、鎂砂粉、稱取量40%水玻璃、赤泥和木質素置于碾輪混砂機中，混制，再加石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉和螢石粉，混制，加入剩余的赤泥、木質素和水玻璃，混制；三、填充到模具中并緊實，脫水硬化后脫模。本發明的冒口用于鑄造。
【專利說明】鑄造用發熱保溫冒口及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鑄造領域，具體涉及鑄造用發熱保溫冒口及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鑄造砂型生產中，冒口的主要作用是補縮、排氣和排渣。當冒口的性能不佳時，往往造成縮孔、縮松、夾渣等鑄造缺陷，致使鑄件報廢。因此，傳統工藝的砂型冒口、保溫冒口、發熱冒口或發熱保溫冒口等被廣泛使用，但隨著對鑄件質量要求的不斷提高，由于它們保溫效果不良、發熱不足等缺點，難以滿足補縮、排渣、排氣的高要求，鑄件的出品率也普遍較低。此外，傳統工藝制作冒口時需要進爐烘干，生產周期長，成本較高。因此，研究新型的具有高效發熱和保溫作用的低成本冒口勢在必行。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種鑄造用發熱保溫冒口及其制備方法，解決現有冒口存在保溫不良、發熱不足的問題；延長冒口內金屬液的凝固時間，進而降低鑄件縮孔、縮松等鑄造缺陷，提升出品率。
[0004]為解決上述技術問題，本發明是通過下述方案實現的:
鑄造用發熱保溫冒口按質量份數比是由15~25份的膨脹蛭石、10-20份的鎂砂粉、10^25份的石英砂、10-15份的鋁粉、5~10份的石墨粉、3飛份的鎂粉、5~13份的氧化鐵粉、2^4份的硝酸鈉、2~3份的螢石粉、61份的水玻璃、3飛份的赤泥和f 2份的木質素制成的。
[0005]鑄造用發熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的:
步驟一、按質量份數分別稱取15~25份的膨脹蛭石、10-20份的鎂砂粉、10^25份的石英砂、10-15份的鋁粉、5~10份的石墨粉、3飛份的鎂粉、5~13份的氧化鐵粉、2~4份的硝酸鈉、2^3份的螢石粉、61份的水玻璃、3飛份的赤泥和f 2份的木質素；
步驟二、將步驟一稱取的膨脹蛭石、鎂砂粉、步驟一稱取量40%的水玻璃、步驟一稱取量40%的赤泥和步驟一稱取量40%的木質素置于碾輪混砂機中，混制2~3分鐘，再加入步驟一稱取的石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉和螢石粉，混制廣2分鐘，最后加入剩余的赤泥、木質素和水玻璃，混制2~3分鐘，獲得濕料；
步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發熱保溫冒口模具中并緊實，經3~5h的脫水硬化后即可脫模，即得到鑄造用發熱保溫冒口 ；在室溫下放置24h后即可使用。
[0006]上述的膨脹蛭石粒度為16~40目。
[0007]上述的石英砂的粒度為70-140目，且石英砂中二氧化硅重量含量大于95%。
[0008]上述的鎂砂粉的粒度為100~200目。
[0009]上述的鋁粉的粒度為70-100目，且鋁粉的質量純度大于99%。
[0010]上述的石墨粉的粒度為70-100目，且石墨粉的質量純度60%~70%。
[0011]上述的氧化鐵粉的質量純度大于99%。
[0012]上述的水玻璃的模數為1.4，且密度為1.50-1. 55g/cm3。[0013]上述的赤泥的粒度為100?200目。
[0014]本發明的作用原理為:先將膨脹蛭石、鎂砂粉和水玻璃粘結劑混制，為在膨脹蛭石表面形成一層含有鎂砂粉的耐火材料復合層，再加入石英砂、鋁粉、石墨粉等物料，石英砂作為膨脹蛭石顆粒間的填充材料及耐火骨架，從而達到一定高溫強度的前提下，具有更好的保溫效果。混合于石英砂和鎂砂粉中的鋁粉、鎂粉、石墨粉、氧化鐵粉、硝酸鈉構成發熱齊U，在螢石粉調節劑作用下可達到點火速度快，燃燒速度慢的優點，具有很好的發熱效果。赤泥與水玻璃混合后，可自行發生脫水硬化，因此制作的發熱保溫冒口無需進爐烘干即可脫水，且強度滿足要求。
[0015]由于采用了上述技術，本發明具有:(I)無需加熱爐烘干，降低了能源消耗，所使用的赤泥為燒結法鋁土礦中提煉氧化鋁后的副產品，來源廣泛，成本降低；(2)制作的冒口室溫放置24h后抗拉強度高于0.5MPa,殘余水分小于3%,完全滿足生產要求；(3)冒口內金屬液凝固時間比傳統水玻璃發熱保溫冒口提高I倍以上，補縮率提高15%以上，具有良好的發熱保溫效果。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0017]【具體實施方式】一:本實施方式中鑄造用發熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的:
步驟一、按質量份數分別稱取25份的膨脹蛭石、20份的鎂砂粉、10份的石英砂、10份的鋁粉、10份的石墨粉、5份的鎂粉、5份的氧化鐵粉、2份的硝酸鈉、3份的螢石粉、6份的水玻璃、3份的赤泥和I份的木質素；
所述的膨脹蛭石粒度為16/30目；石英砂粒度為70/100目，二氧化硅質量含量大于95%;鎂砂粉粒度為100目；鋁粉的粒度為70目，質量純度大于99%;石墨粉的粒度為100目，純度為60% ;氧化鐵粉的質量純度大于99% ;水玻璃的模數為2.25，密度為1.52g/cm3 ;赤泥的粒度為100目。
[0018]步驟二、將步驟一稱取的膨脹蛭石、鎂砂粉、步驟一稱取量40%的水玻璃、步驟一稱取量40%的赤泥和步驟一稱取量40%的木質素置于碾輪混砂機中，混制2分鐘，再加入步驟一稱取的石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉和螢石粉，混制I分鐘，最后加入剩余的赤泥、木質素和水玻璃，混制3分鐘，獲得濕料；
步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發熱保溫冒口模具中并緊實，經3.5h的脫水硬化后即可脫模，即得到鑄造用發熱保溫冒口 ；在室溫下放置24h后即可使用。
[0019]本實施方式制備所得發熱保溫冒口，經強度試驗和澆注鑄鐵試驗檢測，24h后抗拉強度為0.52MPa，殘余水分為2.6%，本實施方式制備的冒口內金屬液的凝固時間為8.5min,傳統水玻璃發熱保溫冒口為3.0 min，凝固時間提高1.8倍；本實施方式制備的冒口內金屬液的補縮率為14.1%，傳統水玻璃發熱保溫冒口為12.0%，補縮率提高17.5%。
[0020]【具體實施方式】二:本實施方式中鑄造用發熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的:
步驟一、按質量份數分別稱取15份的膨脹蛭石、10份的鎂砂粉、20份的石英砂、15份的鋁粉、5份的石墨粉、3份的鎂粉、13份的氧化鐵粉、4份的硝酸鈉、2份的螢石粉、7份的水玻璃、4份的赤泥和2份的木質素；
其中所述的膨脹蛭石粒度為20/40目；石英砂粒度為100/140目，二氧化硅質量含量大于95%;鎂砂粉粒度為100目；鋁粉的粒度為100目，質量純度大于99%;石墨粉的粒度為100目，純度60% ;氧化鐵粉的質量純度大于99% ;水玻璃的模數為2.25，密度為1.52g/cm3 ；赤泥的粒度為140目。
[0021]步驟二、將步驟一稱取的膨脹蛭石、鎂砂粉、步驟一稱取量40%的水玻璃、步驟一稱取量40%的赤泥和步驟一稱取量40%的木質素置于碾輪混砂機中，混制2.5分鐘，再加入步驟一稱取的石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉和螢石粉，混制1.5分鐘，最后加入剩余的赤泥、木質素和水玻璃，混制2.5分鐘，獲得濕料；
步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發熱保溫冒口模具中并緊實，經4h的脫水硬化后即可脫模，即得到鑄造用發熱保溫冒口 ；在室溫下放置24h后即可使用。
[0022]本實施例中制備所得發熱保溫冒口，經強度試驗和澆注鑄鐵試驗檢測，24h后抗拉強度為0.55MPa，殘余水分為2.8%，本實施方式制備的冒口內金屬液的凝固時間為7.8min,傳統水玻璃發熱保溫冒口為3.0 min，凝固時間提高1.6倍；本實施方式制備的冒口內金屬液的補縮率為13.9%，傳統水玻璃發熱保溫冒口為12.0%，補縮率提高16%。
【權利要求】
1.鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于鑄造用發熱保溫冒口按質量份數比是由15~25份的膨脹蛭石、10~20份的鎂砂粉、10-25份的石英砂、10-15份的鋁粉、5~10份的石墨粉、3飛份的鎂粉、5~13份的氧化鐵粉、2~4份的硝酸鈉、2~3份的螢石粉、61份的水玻璃、3飛份的赤泥和2份的木質素制成的。
2.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述膨脹蛭石粒度為16~40目。
3.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述石英砂的粒度為70^140目，且石英砂中二氧化硅重量含量大于95%。
4.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述鎂砂粉的粒度為100~200 目。
5.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述鋁粉的粒度為70-100目，且鋁粉的質量純度大于99%。
6.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述石墨粉的粒度為70~100目，且石墨粉的質量純度60%~70%。
7.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述氧化鐵粉的質量純度大于99%。
8.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述水玻璃的模數為2.2~2.4，且密度為 1.50~1.55g/cm3。
9.根據權利要求1所述的鑄造用發熱保溫冒口，其特征在于所述赤泥的粒度為100~200 目。
10.鑄造用發熱保溫冒口的制備方法，其特征在于鑄造用發熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的: 步驟一、按質量份數分別稱取15~25份的膨脹蛭石、10-20份的鎂砂粉、10^25份的石英砂、10-15份的鋁粉、5~10份的石墨粉、3飛份的鎂粉、5~13份的氧化鐵粉、2~4份的硝酸鈉、2^3份的螢石粉、61份的水玻璃、3飛份的赤泥和f 2份的木質素； 步驟二、將步驟一稱取的膨脹蛭石、鎂砂粉、步驟一稱取量40%的水玻璃、步驟一稱取量40%的赤泥和步驟一稱取量40%的木質素置于碾輪混砂機中，混制2~3分鐘，再加入步驟一稱取的石英砂、鋁粉、石墨粉、鎂粉、氧化鐵粉、硝酸鈉和螢石粉，混制廣2分鐘，最后加入剩余的赤泥、木質素和水玻璃，混制2~3分鐘，獲得濕料； 步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發熱保溫冒口模具中并緊實，經3~5h的脫水硬化后即可脫模，即得到鑄造用發熱保溫冒口。
【文檔編號】B22C9/08GK103551515SQ201310589975
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】石德全, 高桂麗 申請人:哈爾濱理工大學