一种水玻璃砂及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种水玻璃砂及其生产工艺，旨在解决水玻璃砂流动差的问题，其技术方案要点是：通过选用不同配比的石英砂、水玻璃、粘土、氟化石墨粉、纳米碳酸钙、三聚磷酸钠、活性硅微粉以及水作为砂料得到的水玻璃砂。本发明专利技术的一种水玻璃及其生产工艺生产的水玻璃砂具有较好的流动性。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种铸造用型砂制造领域，更具体地说，它涉及一种水玻璃砂及其生产工艺。

技术介绍

随着社会的发展，人们环保意识不断提高，对节能减排、清洁生产的要求日益迫切。铸造业始终存在严重的环境污染问题，实现其清洁生产将是未来的研究重点。
铸造是机械制工业的基础。铸件生产中，砂型铸造历史悠久，技术经济性优良，长盛不衰，现代铸造生产中，砂型铸造的份额超过80％，而且，砂型铸造在复杂外形及内腔的铸件设备生产中通常具有不可替代性。
水玻璃砂是最具代表性的砂型铸造用型砂、芯砂，具有污染小、工艺性好、经济性好等优点，水玻璃砂铸造是典型的绿色铸造工艺。同时，由于水玻璃具有表面张力大、粘度高等特点，制成的水玻璃砂流动性差。很难适应现代铸造生产大批量、高效率制造复杂、精密铸型、砂芯。通过对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动性，但改善程度很有限，难于用于大批量、高效率制造复杂、精密铸型、砂芯。本专利技术提供一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种水玻璃砂，该水玻璃砂具有较好的流动性，同时本专利技术提供该水玻璃砂的生产工艺，该工艺步骤精简，操作简单，生产效率高，适用于大批量生产。
本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水玻璃砂，该复合砂由以下重量份的原料制备得到：石英砂82份、水玻璃5-7份、粘土1-2份、氟化石墨粉4-5份、纳米碳酸钙5-6份、三聚磷酸钠0.4-0.5份、活性硅微粉4-5份、水13-15份。
通过采用上述技术方案，选用不同配比的石英砂、水玻璃、粘土、氟化石墨粉、纳米碳酸钙、三聚磷酸钠、活性硅微粉以及水作为砂料，通过加入了粘土，提高了水玻璃对石英砂的润湿能力；通过加入了氟化石墨粉，氟化石墨粉具有优良的润滑性，特别是在干燥的情况下，摩擦系数更小，有利于提高水玻璃砂的流动性和润滑性；通过加入了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙可以改善水玻璃砂的流变性，提高其成型性，同时具有稳定性高，适应性强的特点；通过加入了三聚磷酸钠，三聚磷酸钠是一种无机物表面活性剂，起到调节碱性，缓冲作用；通过加入了活性硅微粉，活性硅微粉具有低膨胀，化学性能稳定的特点，具有提高水玻璃砂韧性的作用，通过以上的砂料可以得到的水玻璃砂具有良好的流动性，不易变形，减少了水玻璃砂粒的运动阻力，从而实现精密铸型。
本专利技术进一步设置为：所述石英砂含水量＜1%，含泥量＜1%，二氧化硅含量≥95%。
通过采用上述技术方案，石英砂中的二氧化硅含量≥95%，为普通石英砂中较好的石英砂，如果采用二氧化硅含量更好的精致石英砂，成本较高，不适合大批量生产。
本专利技术进一步设置为：所述石英砂中的50-100目砂含量＞75%。
通过采用上述技术方案，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动性，减小运动阻力，提高水玻璃砂的细腻性。
本专利技术进一步设置为：所述水玻璃模数为2.2-2.6，波美度为48-50°Be。
通过采用上述技术方案，水玻璃模数采用2.2-2.6之间，水玻璃模数越大，氧化硅含量越多，粘度越大，易于分解硬化，粘结力越大，固体水玻璃越难溶于水，取值2.2-2.6，溶解性恰当，而且也具有一定的粘度。
本专利技术进一步设置为：所述粘土含水量＜10%。
通过采用上述技术方案，粘土的含水量小于10%，由于粘土在生产过程中需要和石英砂先进行干式混制，加入含水量过大，影响加工，从而影响水玻璃砂的质量。
本专利技术进一步设置为：所述粘土由铸造用试验筛筛选，所述试验筛筛网孔直径为0.106mm。
通过采用上述技术方案，粘土通过筛网直径为0.106mm的试验筛筛选，将大颗粒的粘土除去，提高水玻璃砂的细腻性，从而提高水玻璃砂的产品质量。
本专利技术同时提供一种生产上述水玻璃砂的生产工艺，具体步骤如下：
一、干式混制：加入石英砂和粘土干混3-4分钟，使干料拌和均匀；
二、连续式混制：在干料中加入水玻璃湿混8-10分钟，加入水搅拌2-3分钟，然后加入纳米碳酸钙搅拌2-3分钟，然后加入氟化石墨粉搅拌2-3分钟，然后加入三聚磷酸钠搅拌2-3分钟，然后加入活性硅微粉搅拌2-3分钟，最后一直保持搅拌30-39分钟；
三、出砂：将混合物通过热风干燥，完全除去水分，吹入二氧化碳气体固化后出砂。
通过采用上述技术方案，首先将石英砂和粘土混合进行干式混制，使石英砂和粘土充分混合，能提高融合的紧密性，然后在干料中加入水玻璃进行湿混，石英砂、粘土、水玻璃构成水玻璃砂的主要组成部分，所以需要充分搅拌融合，时间为8-10分钟，然后加入水，为了后续加入的材料能后融合进去，然后依次加入纳米碳酸钙、氟化石墨粉、三聚磷酸钠、活性硅微粉，每次加入材料后都需要及时搅拌2-3分钟，使得每种材料能充分融合，提高水玻璃砂的砂粒细腻性，从而提高流动性，最后将混合物通过热风干燥，除去水分，吹入二氧化碳固化就可以出砂，完成水玻璃砂的生产。
本专利技术进一步设置为：在对混合物进行热风干燥前，在混合物中加入聚丙烯酰胺表面活性剂，继续搅拌混合2-3分钟。
通过采用上述技术方案，在混合物进行热风干燥前，可以在混合物中加入聚丙烯酰胺表面活性剂，聚丙烯酰胺表面活性剂具有良好絮凝性，和一定的粘合性，在一定程度上提高水玻璃砂的粘度，有助于后期的铸型。
综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
其一，通过选用不同配比的石英砂、水玻璃、粘土、氟化石墨粉、纳米碳酸钙、三聚磷酸钠、活性硅微粉以及水作为砂料得到的水玻璃砂具有良好的流动性，不易变形，减少了水玻璃砂粒的运动阻力；
其二，通过干式混制和连续性混制将砂料进行充分融合，操作工艺简单，适合进行大规模的生产。
具体实施方式
下面结合实施例，对本专利技术进行详细描述。
实施例1：干式混制：取55目石英砂和粘土1份干混3-4分钟，使干料拌和均匀；连续式混制：在干料中加入水玻璃5份湿混8-10分钟，然后一直保持搅拌30-39分钟；出砂：将混合物通过热风干燥，完全除去水分，吹入二氧化碳气体固化后出砂。
实施例2：干式混制：取90目石英砂和粘土1份干混3-4分钟，使干料拌和均匀；连续式混制：在干料中加入水玻璃6份湿混8-10分钟，加入水13份搅拌2-3分钟，然后加入纳米碳酸钙5份搅拌2-3分钟，然后加入氟化石墨粉4份搅拌2-3分钟，然后一直保持搅拌30-39分钟；出砂：将混合物通过热风干燥，完全除去水分，吹入二氧化碳气体固化后出砂。
实施例3：干式混制：取65目石英砂和粘土2份干混3-4分钟，使干料拌和均匀；连续式混制：在干料中加入水玻璃7份湿混8-10分钟，加入水14份搅拌2-3分钟，然后加入三聚磷酸钠0.4份搅拌2-3分钟，然后加入活性硅微粉4份搅拌2-3分钟，然后一直保持搅拌30-39分钟；出砂：将混合物通过热风干燥，完全除去水分，吹入二氧化碳气体固化后出砂。
实施例4：干式混制：取80目石英砂和粘土2份干混3-4分钟，使干料拌和均匀；连续式混制：在干料中加入水玻璃6份湿混8-10分钟，加入水15份搅拌2-3分钟，然后加入氟化石墨粉5份搅拌2-3分钟，然后加入三聚磷酸钠0.5份搅拌2-3分钟，然后一直保持搅拌30-39分钟；出砂：将混合物通过热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水玻璃砂，其特征在于：该复合砂由以下重量份的原料制备得到：石英砂82份、水玻璃5‑7份、粘土1‑2份、氟化石墨粉4‑5份、纳米碳酸钙5‑6份、三聚磷酸钠0.4‑0.5份、活性硅微粉4‑5份、水13‑15份。

【技术特征摘要】
1.一种水玻璃砂，其特征在于：该复合砂由以下重量份的原料制备得到：石英砂82份、水玻璃5-7份、粘土1-2份、氟化石墨粉4-5份、纳米碳酸钙5-6份、三聚磷酸钠0.4-0.5份、活性硅微粉4-5份、水13-15份。
2.根据权利要求1所述的一种水玻璃砂，其特征在于：所述石英砂含水量＜1%，含泥量＜1%，二氧化硅含量≥95%。
3.根据权利要求1所述的一种水玻璃砂，其特征在于：所述石英砂中的50-100目砂含量＞75%。
4.根据权利要求1所述的一种水玻璃砂，其特征在于：所述水玻璃模数为2.2-2.6，波美度为48-50°Be。
5.根据权利要求1所述的一种水玻璃砂，其特征在于：所述粘土含水量＜10%。
6.根据权利要求5所述的一种水玻璃砂，其特征在于：所述粘土由铸造...

【专利技术属性】
技术研发人员：王以军，
申请(专利权)人：台州市椒江永固船舶螺旋桨厂，
类型：发明
国别省市：浙江;33