[發明專利]砂型用復合水玻璃粘結劑及其制作方法

有效

• 申請號: 201010294117.7
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN101941046A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 張忠誠;劉瑞玲;王忠民
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B22C1/18
• 分類號: B22C1/18
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李榮文

技術領域

本發明涉及鑄造領域，尤其是一種鑄造砂型用的潰散性良好的復合水玻璃粘結劑。

背景技術

鑄造行業中砂型(芯)用的粘結劑有粘土、水玻璃、樹脂等。其中水玻璃作為一種無機化學粘結劑，具有價格低廉、來源廣泛、無毒無味等優點，被廣泛用于鑄鋼生產中。目前水玻璃砂硬化的主要方法有CO₂硬化法和有機酯硬化法等。CO₂硬化法的優點是硬化速度快、成本低、設備簡單。突出的缺點是，由于硬化后的強度不夠高，因此需要加入較多的水玻璃(通常為砂重的10％)，造成澆注后砂型潰散性差，鑄件清理和舊砂再生困難。有機酯硬化可以充分發揮水玻璃的粘接能力，大大降低了水玻璃的加入量(通常為砂重的2.5-3.5％)，因此顯著改善了水玻璃砂型的潰散性，是一種比較理想的硬化劑，在國外已普遍采用。但從國外引進的有機酯硬化劑價格昂貴，一般企業不敢問津。

申請號為200810058329.8的中國專利公開了一種鑄造用水玻璃化學改性劑及其制備方法和用途，其成本較高，制備工藝復雜。

國內生產的有機酯硬化劑，有的殘留強度還比較高，并且和CO₂硬化方法來比價格還是比較高，因此制約了有機酯硬化方法的推廣應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低廉、能夠顯著降低水玻璃的加入量、顯著提高砂型潰散性的砂型用復合水玻璃粘結劑及其制作方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種砂型用復合水玻璃粘結劑，由下述重量份數的組分構成：水玻璃100份，秸稈粉面5-10份，水0.5-2份；所述水玻璃模數M為2.4-2.8，密度1.32-1.68g/cm³。

優選的，所述秸稈粉面過不低于325目的篩。

優選的，所述水玻璃模數M為2.43，密度1.48g/cm³。

上述砂型用復合水玻璃粘結劑的制備方法，按照下述步驟進行：

①將秸稈烘干、粉碎，過不低于325目的篩，得秸稈粉面；

②取步驟①所得的秸稈粉面5-10重量份，加入0.5-2重量份的水，攪拌均勻，得潤濕的秸稈粉面；

③在所述潤濕的秸稈粉面中加入100重量份的水玻璃，得復合水玻璃粘結劑。

本發明在水玻璃中加入了綠色環保的濕潤秸稈粉面，得到的復合水玻璃粘結劑。由于秸稈粉面的小尺寸(相當一部分為微米尺寸，有的已達到了納米尺寸)效應大大提高了砂型的室溫抗壓強度，從而在采用廉價的CO₂硬化法硬化和保證砂型的室溫抗壓強度滿足鑄造工藝要求的前提下，使砂型中水玻璃的加入量顯著降低，從10％減少到了約7％，這會使高溫金屬液澆注后砂型的殘留強度明顯降低。同時也由于在高溫下秸稈粉面的燃燒，大大降低了砂型的殘留強度，也就是大大提高了它的潰散性。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：①解決了采用水玻璃作為粘結劑的砂型潰散性差、難以回收再利用的問題；②采用廉價的秸稈作為原料，與其它改善水玻璃砂潰散性方法相比較，顯著降低了砂型(芯)的成本。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例一

本實施例中的復合水玻璃粘結劑由下述重量份數的組分構成：水玻璃(模數2.43，密度1.48g/cm³)100份，秸稈粉面7份，水1份。

上述粘結劑具體的制作方法是：

①將小麥秸稈烘干后，在粉碎機中將其粉碎，過325目篩，得秸稈粉面；

②取上述秸稈粉面7重量份，加入攪拌機中，再加入1重量份的水，然后將秸稈粉面和水攪拌，使秸稈粉面充分濕潤均勻，得潤濕的秸稈粉面；

③稱取100重量份的水玻璃，倒入攪拌機中與已經濕潤的秸稈粉面攪拌均勻，經這樣處理所得的復合水玻璃粘結劑即可用于混砂造型了。

使用上述復合水玻璃粘結劑進行混砂造型時，型砂的配比為：石英砂100％，復合水玻璃粘結劑的加入量為石英砂重量的7％，采用CO₂硬化法硬化。

上述方法制造的砂型，經CO₂硬化后室溫抗壓強度約為2.54MPa；表面安定性好，為96.8％；1000℃殘留強度低，為0.85MPa，大大低于普通水玻璃砂型CO₂硬化的1000℃殘留強度(約為1.5MPa)；砂型潰散性好，鑄件清理和舊砂再生回用方便。

實施例二