[發(fā)明專利]鑄鋼件鑄造中能防止型砂燒結(jié)的復(fù)合型砂材料及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010584066.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN101992258A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅專;周黎明;董紅潮;唐國(guó)箴;郭建明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州汽輪鑄鍛有限公司
• 主分類號(hào): B22C1/00
• 分類號(hào): B22C1/00
• 代理公司: 杭州中平專利事務(wù)所有限公司 33202
• 代理人: 翟中平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄鋼件鑄造中能防止型砂燒結(jié)的復(fù)合型砂材料及制作方法，該材料經(jīng)澆注高溫煅燒后，其型砂形成蜂巢狀松散結(jié)構(gòu)、而不形成堅(jiān)硬的燒結(jié)塊，屬鑄鋼生產(chǎn)的鑄造工藝方法制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前在石英自硬型砂鑄造（包括呋喃樹脂、酚醛樹脂、水玻璃有機(jī)脂石英自硬型砂）生產(chǎn)中，對(duì)大型鑄鋼件因結(jié)構(gòu)原因散熱不暢而產(chǎn)生的石英砂型砂燒結(jié)的解決方案通常在局部使用鉻礦砂、鋯礦砂、寶珠砂和鎂橄欖石砂等特種砂，特種砂具有一定的儲(chǔ)熱功能及相對(duì)石英砂更高的耐火度，對(duì)局部型砂過(guò)熱不是太嚴(yán)重的能起到防粘砂抗燒結(jié)的效果，但對(duì)壁厚較厚或坭芯較深的細(xì)長(zhǎng)部位因高溫特種砂超過(guò)耐火度而照樣燒結(jié)，而且清砂更加困難，而且特種砂不僅資源稀少，價(jià)格昂貴，工人勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，生產(chǎn)條件惡劣。為此，在大型鑄鋼件鑄造生產(chǎn)中需要一種生產(chǎn)成本低，原料易得，勞動(dòng)生產(chǎn)率高的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

設(shè)計(jì)目的：避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計(jì)一種型砂在經(jīng)澆注高溫煅燒后，其型砂形成蜂巢狀松散結(jié)構(gòu)、而不形成堅(jiān)硬的燒結(jié)塊，一種在鑄造生產(chǎn)中能防止型砂砂燒結(jié)的復(fù)合型砂材料及制作方法。

設(shè)計(jì)方案：由于不論使用單一石英砂還是單一特種砂燒結(jié)后型砂都是局部整體結(jié)塊且堅(jiān)硬，因此本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是使用石英砂為基的復(fù)合型砂材料，讓鑄型型砂易燒結(jié)的局部成為蜂巢狀結(jié)構(gòu)，破壞其燒結(jié)塊的結(jié)構(gòu)（見附圖1）。這樣就能使工人清砂容易，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，還要求材料成本低廉，操作方便，也可稱作蜂巢法。為此本發(fā)明材料的選擇：選擇石英砂和七零砂的混合砂作為復(fù)合型砂材料，這是由于單一石英砂做型砂在經(jīng)受過(guò)飽和高溫（通常在1350℃以上）后既有產(chǎn)生燒結(jié)的不利一面，也有在高溫鑄型型腔尺寸變化小，鑄件表面質(zhì)量好的特點(diǎn)；而用單一七零砂（石灰石）做型砂在經(jīng)受過(guò)飽和高溫后不會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)，清砂容易，七零砂在700℃以上就開始煅燒分解為生石灰CaO和氣體CO2，而且生石灰是粉狀物，不存在燒結(jié)問(wèn)題，而且是吸熱反應(yīng)；在達(dá)到900℃以上時(shí)七零砂（石灰石）快速分解并吸收大量熱能起到激冷的作用，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生縮沉，氣孔?、蚯裂、鑄型型腔尺寸變化大和鑄件表面差等缺點(diǎn)。兩種材料可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，這種型砂既具有鉻礦砂等特種砂的吸熱功能，也能滿足部分鑄件表面質(zhì)量要求，符合選材要求。為此，選擇石英砂作為蜂窩的骨架，以七零砂作為蜂巢成空材料，達(dá)到破壞石英砂型砂燒結(jié)整體結(jié)塊的目的。且也符合生產(chǎn)成本低，原料易得的原則。

技術(shù)方案：該復(fù)合型砂材料，原砂以石英砂為例，其重量百分比為：石英砂40～65%、七零砂35～60%。以呋喃樹脂為粘結(jié)劑，苯磺酸為固化劑時(shí)，粘結(jié)劑、固化劑加入量百分比不變，由于固化劑（苯磺酸）是酸性材料，原砂中加入七零砂后酸耗值會(huì)大幅增加，加入量可適當(dāng)增加，混砂工藝也須調(diào)整；粘結(jié)劑為酚醛樹脂、水玻璃等材料時(shí)，由于固化劑為非酸性材料，因此混砂工藝可以不變。

對(duì)呋喃樹脂自硬砂的混砂工藝方案如下：方案（1）：將石英砂與固化劑混合2~3分鐘混勻，然后加入呋喃樹脂混合2~3分鐘混勻后，再加入七零砂混合2~4分鐘混勻后出砂。方案（2）：將石英砂與固化劑混合2~3分鐘，同時(shí)將七零砂與呋喃樹脂混合2~3分鐘混勻，然后再將兩種砂一起混合2~3分鐘后出砂。該型砂在鑄造生產(chǎn)中經(jīng)澆注高溫煅燒后其型砂形成蜂巢狀松散結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比，一是該復(fù)合型砂材料經(jīng)高溫煅燒后形成蜂巢狀結(jié)構(gòu)，破壞石英砂型砂燒結(jié)結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生大塊燒結(jié)，清砂容易，大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本；二是生產(chǎn)材料（石英砂和七零砂）成本低，原料豐富；三是減少因清砂產(chǎn)生的次生缺陷如裂紋、缺肉等，提高鑄件質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是復(fù)合型砂材料的結(jié)構(gòu)示意圖，其圖中黑色的為石英砂，白色的為七零砂。石英砂和七零砂的復(fù)合型砂材料經(jīng)高溫煅燒后形成蜂巢狀結(jié)構(gòu)無(wú)法形成堅(jiān)硬的燒結(jié)塊，有利于清砂。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種在鑄造生產(chǎn)中能防止型砂燒結(jié)的復(fù)合型砂材料，其重量百分比為：石英砂40%、七零砂60%、呋喃樹脂1.2%，固化劑占呋喃樹脂比30~50%。所述固化劑為苯磺酸；所述石英砂可以采用鉻礦砂、鋯礦砂、寶珠砂、鎂橄欖石砂替代，粘結(jié)劑可以用其它樹脂或水玻璃替代。

實(shí)施例1-1：在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，石英砂45%、七零砂55%、呋喃樹脂1.2%，固化劑占呋喃樹脂比50%。

實(shí)施例1-2：在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，石英砂50%、七零砂50%、呋喃樹脂1.2%，固化劑占呋喃樹脂比50%。

實(shí)施例1-3：在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，石英砂55%、七零砂45%、呋喃樹脂1.2%，固化劑占呋喃樹脂比50%。