專利名稱：一種防粘鑄造型砂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及砂型鑄造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，用砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件占總鑄件的80%。砂型鑄造的造型材料在鑄造生產(chǎn)中占有重要的地位，它直接影響鑄造生產(chǎn)的能源消耗、環(huán)境污染，以及鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。國內(nèi)外廣泛使用的煤粉粘土濕型砂，一般由原砂、粘結(jié)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(chǎn)效率高的優(yōu)點，但其消耗量大、排放嚴(yán)重、在鑄造過程煤粉燃燒分解產(chǎn)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(fā)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(chǎn)生。煤粉的另一個重要性質(zhì)就是它在500 600°C發(fā)生軟化結(jié)焦，這種充填在砂?？紫吨g的海綿狀物質(zhì)，可以吸收石英砂在600°C左右發(fā)生的劇烈膨脹，從而減少由于型砂膨脹而產(chǎn)生的結(jié)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(yè)環(huán)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(chǎn)生大量的CO等有毒化學(xué)氣體，造成化學(xué)污染，對人體的危害更大。煤粉的主要缺點還體現(xiàn)在以下幾點(1)由于煤粉的原料-工業(yè)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(yōu)質(zhì)煤。隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，如果在濕型砂中繼續(xù)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(dāng)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(yīng)。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(jī)械粘砂的傾向。而且型砂中灰分的大量積累會導(dǎo)致型砂透氣性的下降，含水量增加。煤粉砂在循環(huán)使用時，灰分含量增加很快，需要補(bǔ)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(yùn)輸、儲存直到整個生產(chǎn)過程都是塵埃飛揚(yáng)，嚴(yán)重惡化了環(huán)境衛(wèi)生。使周圍的人們深受其害。另外，煤粉在澆注時發(fā)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(tài)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(jīng)不適應(yīng)鑄造工業(yè)科學(xué)發(fā)展的需要和當(dāng)前降耗減排的環(huán)境保護(hù)政策。所以，近些年，為了減少煤粉粘土砂對環(huán)境的污染，鑄造工作者一直設(shè)法尋找合適的代用品。中國專利申請?zhí)枮?01010022459. 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(xué)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(yè)物質(zhì)，成本仍然偏高， 且改善鑄件表面光潔度效果有限。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)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(jī)中，再加入占總量10-20%的水，混合1-2小時；3)在混砂機(jī)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(yōu)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(chǎn)生的木屑，優(yōu)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(yōu)選粒度為80-120目。本發(fā)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(jìn)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(fā)明方法制備的防粘鑄造型砂不含煤粉；(3)本發(fā)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(nóng)作物玉米面粉以及稻糠粉為防粘助劑，成本低，節(jié)約資源。(4)本發(fā)明方法制備的防粘鑄造型砂在鑄造過程中，不產(chǎn)生有毒、有污染的有害氣體，綠色環(huán)保。(5)本發(fā)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(zhì)量優(yōu)異，采用該型砂生產(chǎn)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(jī)中，再加入占總量20%的水，混合1小時；3)在混砂機(jī)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(jī)中，再加入占總量10%的水，混合2小時；3)在混砂機(jī)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(jī)中，再加入占總量15%的水，混合1. 5小時；3)在混砂機(jī)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(qiáng)度(MPa)0. 090-0. 095透氣性100熱濕拉強(qiáng)度(KPa)320-330破碎指數(shù)(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(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對本發(fā)明產(chǎn)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(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)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(jī)中，再加入占總量10-20%的水，混合1-2小時；3)在混砂機(jī)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(quán)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(quán)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(quán)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(chǎn)生的木屑，粒度為40-80目。
5.如權(quán)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(fā)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(jī)中，再加入占總量10-20％的水，混合1-2小時；3)在混砂機(jī)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(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者張明 申請人:無錫華冶鋼鐵有限公司