[發明專利]鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法

無效

• 申請號: 201310034038.6
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103056285A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 朱世根;丁海波
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B22C1/14
• 分類號: B22C1/14
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

技術領域

本發明涉及鑄鋼生產中作為防粘砂的添加劑，特別涉及DH型鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑及其使用方法。

背景技術

長期以來，水玻璃砂以其設備簡單、操作簡便、成本低廉、無毒等優點，從50年代開始就應用于鑄造生產，特別是鑄鋼件的生產。但由于其潰散性差，鑄件粘砂嚴重，表面質量差等缺陷，一定程度上限制了其推廣應用。

鑄鋼件的澆注溫度一般在1550℃以上，澆注后瞬間鑄型界面的溫度上升到1500℃左右。在強烈的熱作用下，鑄件表面的金屬氧化物和水玻璃砂混合料發生化學反應，所形成的硅酸鹽，由于其熔點低，易過度燒結，同時這種硅酸鹽易向水玻璃砂混合料的縫隙滲透，把未融化的砂粒包在一起，造成嚴重粘砂；冷卻到室溫時燒結層強度太高，不易清理。為了防止水玻璃型砂的過度燒結，對造型材料來說，主要是采用耐火度高、熱化學穩定性好的特種砂，如鋯砂、鉻鐵礦砂等；或者在鑄型表面刷醇基快干涂料來減少鋼液對型砂的燒結作用。但是，特種砂價格很高，大幅提高了生產成本；刷涂料又增加了工序并對涂料的性能有嚴格要求。盡管有人針對鑄鐵件的生產采用添加防粘砂添加劑的方法防止粘砂，如加煤粉和焦炭粉，在還原性氣氛下，這種有機物受熱分解，析出光亮碳，沉積在鑄件與鑄型之間，當厚度在0.1mm以上時，燒結的型砂層也會自動剝落下來，可防止粘砂，但關于鑄鋼用防粘砂添加劑的報導鮮有發表。因此，如果能找到一種綠色環保的添加劑直接加入水玻璃石英砂中并且能有效地防止鑄鋼件在生產中出現的粘砂現象，那么對進一步推廣水玻璃石英砂在鑄鋼件的生產應用將具有很重要的現實意義。

研究表明：促使鑄件與鑄型界面處形成可剝離的燒結層是防止鑄件粘砂，獲得高表面質量鑄件的有效方法。分析認為，型砂在鑄造生產中產生適度燒結的狀態是防止粘砂的關鍵。這種適度燒結而產生的燒結層，表面致密，能抵擋液態金屬的沖刷和滲透；在室溫時能輕易從鑄件表面剝離，從而得到光潔的鑄件表面。

發明內容

本發明的目的在于尋找一種添加劑，直接添加到水玻璃石英砂中進行混制，使其具備較高的型砂耐火度并且在澆注時產生適度燒結的可剝離燒結層，從而有效地解決粘砂缺陷。

為了達到上述目的，本發明提供了一種鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑，其特征在于，其原料包括Al₂O₃、SiO₂、Cr₂O₃和Fe₂O₃。

進一步地，所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑由Al₂O₃30wt％～65wt％、SiO₂5wt％～15wt％、Cr₂O₃0wt％～50wt％和Fe₂O₃5wt％～20wt％制成，各組分重量百分比之和為100wt％。

更進一步地，所述的Al₂O₃、SiO₂、Cr₂O₃和Fe₂O₃的最大顆粒粒度為70目。

本發明還提供了上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的使用方法，其特征在于，具體步驟為：首先在石英砂中加入上述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑和水，混制均勻，加入水玻璃，繼續混制，待混勻后制成型砂。

進一步地，所述的鑄鋼用水玻璃石英砂防粘砂添加劑的加入量為型砂總重的2％～10％。

與現有技術相比，本發明的優點是：

1、無需采用昂貴的、高品位的原砂或刷涂料，只需在普通石英砂的基礎上加入適量的本發明的添加劑，即可防止粘砂，減少了生產成本，簡化了造型工序。

2、該添加劑成分全部為無機物、不含有機成分，在澆注時不會釋放出有毒氣體，無毒無公害，符合“綠色鑄造”的要求。

3、在澆注時，由于在鑄件和鑄型界面形成了的適度燒結的可剝離燒結層，高溫下具有較高的強度及塑性，并且冷卻到室溫后具有脆性，能有效地防止粘砂，鑄件清理容易，鑄件表面光潔、美觀。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，作詳細說明如下。

實施例1