[發明專利]一種水玻璃砂及其生產工藝

有效

• 申請號: 201610210883.8
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN105798224B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 王以軍
• 申請（專利權）人: 臺州市椒江永固船舶螺旋槳廠
• 主分類號: B22C1/18
• 分類號: B22C1/18;B22C5/04
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 郭麗

技術領域

本發明涉及一種鑄造用型砂制造領域，更具體地說，它涉及一種水玻璃砂及其生產工藝。

背景技術

隨著社會的發展，人們環保意識不斷提高，對節能減排、清潔生產的要求日益迫切。鑄造業始終存在嚴重的環境污染問題，實現其清潔生產將是未來的研究重點。

鑄造是機械制工業的基礎。鑄件生產中，砂型鑄造歷史悠久，技術經濟性優良，長盛不衰，現代鑄造生產中，砂型鑄造的份額超過80％，而且，砂型鑄造在復雜外形及內腔的鑄件設備生產中通常具有不可替代性。

水玻璃砂是最具代表性的砂型鑄造用型砂、芯砂，具有污染小、工藝性好、經濟性好等優點，水玻璃砂鑄造是典型的綠色鑄造工藝。同時，由于水玻璃具有表面張力大、粘度高等特點，制成的水玻璃砂流動性差。很難適應現代鑄造生產大批量、高效率制造復雜、精密鑄型、砂芯。通過對水玻璃改性降低水玻璃粘度能在一定程度上改善水玻璃砂的流動性，但改善程度很有限，難于用于大批量、高效率制造復雜、精密鑄型、砂芯。本發明提供一種新的技術方案來解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種水玻璃砂，該水玻璃砂具有較好的流動性，同時本發明提供該水玻璃砂的生產工藝，該工藝步驟精簡，操作簡單，生產效率高，適用于大批量生產。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種水玻璃砂，該復合砂由以下重量份的原料制備得到：石英砂82份、水玻璃5-7份、粘土1-2份、氟化石墨粉4-5份、納米碳酸鈣5-6份、三聚磷酸鈉0.4-0.5份、活性硅微粉4-5份、水13-15份。

通過采用上述技術方案，選用不同配比的石英砂、水玻璃、粘土、氟化石墨粉、納米碳酸鈣、三聚磷酸鈉、活性硅微粉以及水作為砂料，通過加入了粘土，提高了水玻璃對石英砂的潤濕能力；通過加入了氟化石墨粉，氟化石墨粉具有優良的潤滑性，特別是在干燥的情況下，摩擦系數更小，有利于提高水玻璃砂的流動性和潤滑性；通過加入了納米碳酸鈣，納米碳酸鈣可以改善水玻璃砂的流變性，提高其成型性，同時具有穩定性高，適應性強的特點；通過加入了三聚磷酸鈉，三聚磷酸鈉是一種無機物表面活性劑，起到調節堿性，緩沖作用；通過加入了活性硅微粉，活性硅微粉具有低膨脹，化學性能穩定的特點，具有提高水玻璃砂韌性的作用，通過以上的砂料可以得到的水玻璃砂具有良好的流動性，不易變形，減少了水玻璃砂粒的運動阻力，從而實現精密鑄型。

本發明進一步設置為：所述石英砂含水量＜1%，含泥量＜1%，二氧化硅含量≥95%。

通過采用上述技術方案，石英砂中的二氧化硅含量≥95%，為普通石英砂中較好的石英砂，如果采用二氧化硅含量更好的精致石英砂，成本較高，不適合大批量生產。

本發明進一步設置為：所述石英砂中的50-100目砂含量＞75%。

通過采用上述技術方案，石英砂中的50-100目砂含量＞75%后，能大大地提高制造后的水玻璃砂的流動性，減小運動阻力，提高水玻璃砂的細膩性。

本發明進一步設置為：所述水玻璃模數為2.2-2.6，波美度為48-50°Be。

通過采用上述技術方案，水玻璃模數采用2.2-2.6之間，水玻璃模數越大，氧化硅含量越多，粘度越大，易于分解硬化，粘結力越大，固體水玻璃越難溶于水，取值2.2-2.6，溶解性恰當，而且也具有一定的粘度。

本發明進一步設置為：所述粘土含水量＜10%。

通過采用上述技術方案，粘土的含水量小于10%，由于粘土在生產過程中需要和石英砂先進行干式混制，加入含水量過大，影響加工，從而影響水玻璃砂的質量。

本發明進一步設置為：所述粘土由鑄造用試驗篩篩選，所述試驗篩篩網孔直徑為0.106mm。

通過采用上述技術方案，粘土通過篩網直徑為0.106mm的試驗篩篩選，將大顆粒的粘土除去，提高水玻璃砂的細膩性，從而提高水玻璃砂的產品質量。

本發明同時提供一種生產上述水玻璃砂的生產工藝，具體步驟如下：

一、干式混制：加入石英砂和粘土干混3-4分鐘，使干料拌和均勻；

二、連續式混制：在干料中加入水玻璃濕混8-10分鐘，加入水攪拌2-3分鐘，然后加入納米碳酸鈣攪拌2-3分鐘，然后加入氟化石墨粉攪拌2-3分鐘，然后加入三聚磷酸鈉攪拌2-3分鐘，然后加入活性硅微粉攪拌2-3分鐘，最后一直保持攪拌30-39分鐘；

三、出砂：將混合物通過熱風干燥，完全除去水分，吹入二氧化碳氣體固化后出砂。