[發明專利]一種泵閥鑄件用高抗壓強度的復合改性水玻璃砂及其制備方法

在審

• 申請號: 201510816098.2
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105414458A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 李諾
• 申請（專利權）人: 合肥李諾新材料貿易有限公司
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00;B22C1/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及水玻璃砂技術領域，尤其涉及一種泵閥鑄件用高抗壓強度的復合改性水玻璃砂及其制備方法。

背景技術

型砂主要是由砂料、粘接劑以及輔助物等根據不同的比例混合制成的一類在鑄造中用來造型的材料，根據使用的粘接劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂等等，其中水玻璃砂具有強度高、成本低、工藝簡單、污染小等優點，被廣泛使用。

泵、閥門鑄件具有壁薄、形狀復雜等特點，在鑄造過程中對型砂的質量要求尤為嚴格，型砂的質量也是關系到鑄件質量的重要因素，水玻璃型砂雖然存在顯著的優點，同時也存在很多缺點，明顯的缺陷主要表現在常溫強度低、潰散性差、舊砂再生困難，如不對其進行改性處理，很難提高泵閥鑄件的質量。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種泵閥鑄件用高抗壓強度的復合改性水玻璃砂及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種泵閥鑄件用高抗壓強度的復合改性水玻璃砂，該水玻璃砂由以下重量份的原料制備得到：50-60目鋯英砂40-50、80-100目白剛玉粉30-40、石墨粉1-2、100-120目氧化鋁8-12、全氟聚醚1-2、碳酸鉀0.8-1、改性水玻璃粘接劑1.5-2、膨潤土2-3、氯化膽堿0.1-0.2、納米氟化鈣0.4-0.5、50%乙醇水溶液8-10、硅烷偶聯劑0.1-0.2。

所述的改性水玻璃粘接劑由以下重量份的原料制成：40-50波美度的水玻璃12-15、硅酸鎂鋁0.1-0.2、細菌纖維素2-3、季銨鹽離子液體6-8；其改性制備方法為：先將細菌纖維素投入季銨鹽離子液體中，加熱至40-50℃，攪拌混合2-3h，隨后加入其它剩余物料，繼續攪拌混合40-50min，即得。

所述的一種泵閥鑄件用高抗壓強度的復合改性水玻璃砂的制備方法為：

（1）先將納米氟化鈣、硅烷偶聯劑加入乙醇水溶液中，超聲攪拌分散40-50min，得納米氟化鈣分散液備用，隨后加入膨潤土，攪拌混合2-3h，攪拌結束后將混合物料倒入蒸發器中，在70-80℃環境中干燥處理，完全除去溶劑，隨后將所得物料研磨破碎，得100-200目粉體備用；

（2）按照鋯英砂、白剛玉粉、氧化鋁、石墨粉、碳酸鉀的取料順序進行混料，攪拌混合40-50min后，加入步驟（1）所得物料，繼續攪拌混合30-40min，最后再加入改性水玻璃粘接劑及其它剩余物料，攪拌混合均勻后吹入二氧化碳氣體固化后出砂即得。

本發明制備的改性水玻璃粘接劑較之常規的改性水玻璃粘接劑具有更為優良的常溫濕態強度，觸變性和流變性更好，反應粘結活性高，且綠色環保，用量更低；配方中的幾種砂料可混合形成具有高強度、高透氣性的材料，加入的全氟聚醚有良好的潤滑性和高溫穩定性，可有效改善材料間的應力缺陷，增進抗壓強度，結構更為緊致，而經膨潤土負載的納米氟化鈣分散于砂料中有潤滑、增強的功效，并可形成不沾防滲層，防止鑄件粘砂；這種復合改性水玻璃砂綜合性能優良，不易吸濕，使用效率高，潰散清理快，可滿足高精度泵閥鑄件的澆注要求。

具體實施方式

該實施例水玻璃砂由以下重量份的原料制備得到：50目鋯英砂40、80目白剛玉粉30、石墨粉1、100目氧化鋁8、全氟聚醚1、碳酸鉀0.8、改性水玻璃粘接劑1.5、膨潤土2、氯化膽堿0.1、納米氟化鈣0.4、50%乙醇水溶液8、硅烷偶聯劑0.1。

其中改性水玻璃粘接劑由以下重量份的原料制成：40波美度的水玻璃12、硅酸鎂鋁0.1、細菌纖維素2、季銨鹽離子液體6；其改性制備方法為：先將細菌纖維素投入季銨鹽離子液體中，加熱至40℃，攪拌混合2h，隨后加入其它剩余物料，繼續攪拌混合40min，即得。

該實施例水玻璃砂的制備方法為：

（1）先將納米氟化鈣、硅烷偶聯劑加入乙醇水溶液中，超聲攪拌分散40min，得納米氟化鈣分散液備用，隨后加入膨潤土，攪拌混合2h，攪拌結束后將混合物料倒入蒸發器中，在70℃環境中干燥處理，完全除去溶劑，隨后將所得物料研磨破碎，得100目粉體備用；

（2）按照鋯英砂、白剛玉粉、氧化鋁、石墨粉、碳酸鉀的取料順序進行混料，攪拌混合40min后，加入步驟（1）所得物料，繼續攪拌混合30min，最后再加入改性水玻璃粘接劑及其它剩余物料，攪拌混合均勻后吹入二氧化碳氣體固化后出砂即得。

將本實施例型砂制備成φ50×50mm的圓柱形試樣進行性能測試結果為：

抗拉強度：2.18MPa；抗壓強度：5.03MPa；透氣性：61；吸濕性≤1.0%；殘留強度（800℃）0.24MPa：回用率≥88%。得到的鑄件光潔致密，成品率達到95%以上。