[發(fā)明專利]鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑

在審

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• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106925717A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李保良
• 申請（專利權(quán)）人: 三門峽陽光鑄材有限公司
• 主分類號: B22C1/16
• 分類號: B22C1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路、礦山、船舶、重工、軍工等行業(yè)鑄件生產(chǎn)澆鑄過程中起隔離作用所需的一種新型綠色環(huán)保型鑄造材料用粘結(jié)劑。

發(fā)明內(nèi)容

目前，我國鑄鋼件生產(chǎn)中主要有三種型砂工藝：普通CO2硬化水玻璃砂工藝(含VRH法)、酯硬化水玻璃砂工藝和堿性酚醛樹脂砂工藝，這三種工藝約占整個(gè)鑄鋼件生產(chǎn)的80%以上比例，另外還有極少部分企業(yè)采用pep-set樹脂砂工藝、呋喃樹脂砂工藝以及邦尼樹脂砂工藝.三種主要型砂工藝存在的問題：

1）普通CO2硬化水玻璃砂工藝：舊砂潰散性極差難以再生回用，大量廢砂排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，且鑄件外觀質(zhì)量較差，采用此工藝的企業(yè)很難通過鑄造行業(yè)準(zhǔn)入制，該工藝即將被淘汰。

2)酯硬化水玻璃砂工藝：當(dāng)前鑄鋼企業(yè)普遍采用的改性水玻璃，其改性劑的選用和含量都存在一些問題，水玻璃達(dá)不到理想改性的目的，所以水玻璃加入量降不下來（多數(shù)客戶當(dāng)前加入量仍然在2.5~4.5%范圍），舊砂再生回用率只能達(dá)到70~80%，對于較復(fù)雜的鑄鋼件，生產(chǎn)中還必須采用面背砂工藝才能解決型砂強(qiáng)度低、鑄件氣孔多的問題，而且最致命的是砂型吸潮問題始終未解決，還存在冬天氣溫低時(shí)型砂固化慢初始強(qiáng)度上不來等等問題，這些都給生產(chǎn)組織帶來許多麻煩，導(dǎo)致一些鑄鋼企業(yè)在改造升級時(shí)對該工藝一直存有戒心，不敢貿(mào)然采用。

3）堿酚醛樹脂砂工藝：該工藝存在的幾個(gè)主要問題：一是對于壁厚不均結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的鑄鋼件，仍然存在裂紋傾向；二是樹脂膜韌性好，舊砂再生困難，回用率只能達(dá)到75%左右；三是散發(fā)出的刺激性有毒氣體，造成人身健康危害和大氣污染問題。

當(dāng)前行業(yè)采用的其它酯硬化水玻璃砂工藝以及堿酚醛樹脂砂工藝，舊砂回用率只能做到70-80%，尚有20-30%廢砂需要排放，造成環(huán)保問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種直接降低水玻璃和固化劑消耗量，提高舊砂再生效率降低消耗成本，可以實(shí)現(xiàn)粉塵排放除外砂零排放的鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑。

鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑，由下列物料組合而成：水玻璃、聚丙烯酰胺溶液、四硼酸鈉和硬脂酸鈉；

所述的物料質(zhì)量配比為：水玻璃40千克、聚丙烯酰胺溶液5千克、四硼酸鈉2千克和硬脂酸鈉1.5千克；

所述的水玻璃的模數(shù)M為2.6，密度1.35g/cm³,聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為300萬，聚丙烯酰胺在其水溶液中重量百分含量為35wt%；

所述的鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑的制備方法為：將80千克水玻璃加入YT22高速分散機(jī)中開始攪拌，緩慢加入10千克聚丙烯酰胺溶液，4千克四硼酸鈉，3千克硬脂酸鈉，混合兩小時(shí)后得到粘結(jié)劑。

積極有益效果：本發(fā)明可大大降低鑄件清理人工成本，提高清理效率100%以上；清理效率更高，人工成本更低. 不但水玻璃加入量降低了約16%，落砂后鑄件整體表面干干凈凈，解決了多年來道岔輪緣槽難清砂的難題；與堿酚醛樹脂砂工藝相比，噸鑄件型砂成本節(jié)約近50%；與普通CO2硬化水玻璃工藝比，噸鑄件型砂成本節(jié)約200元以上。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：

鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑，由下列物料組合而成：水玻璃、聚丙烯酰胺溶液、四硼酸鈉和硬脂酸鈉；

所述的物料質(zhì)量配比為：水玻璃40千克、聚丙烯酰胺溶液5千克、四硼酸鈉2千克和硬脂酸鈉1.5千克；

所述的水玻璃的模數(shù)M為2.6，密度1.35g/cm³,聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為300萬，聚丙烯酰胺在其水溶液中重量百分含量為35wt%；

實(shí)施例1

所述的鑄造材料用無機(jī)粘結(jié)劑的制備方法為：將80千克水玻璃加入YT22高速分散機(jī)中開始攪拌，緩慢加入10千克聚丙烯酰胺溶液，4千克四硼酸鈉，3千克硬脂酸鈉，混合兩小時(shí)后得到粘結(jié)劑。

本實(shí)施例中通過控制聚丙烯酰胺數(shù)均分子量為300萬并將其配成濃度為35wt%水溶液，大大提高了高溫（指鑄造時(shí)的溫度，如鑄造鋁合金時(shí)的溫度500-700℃）下可分解的高分子含量，從而使得使用本粘結(jié)劑制備的砂型具有優(yōu)異的潰散性能。

本發(fā)明具有更好的強(qiáng)度，可直接降低水玻璃和固化劑消耗量（達(dá)到同等強(qiáng)度可降低液料加入量超過10%）、提高舊砂再生效率降低消耗成本（提高再生效率超過20%），對照列表如下：

本發(fā)明與與其它幾種同類粘結(jié)劑對照表