一种石墨砂冷铁及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨砂冷铁及其制备方法，各组分按重量份数计为：硅砂15‑20份、石墨颗粒 80‑85份、陶土9‑11份、合脂粘结剂13‑17份、水 2‑3份，制备时首先将废旧的石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，在混砂机中分别加入石墨颗粒、硅砂、陶土和水，缓慢匀速向混砂机中加入合脂粘结剂，将混砂机中的原料置于芯盒中进行成型，成型后从芯盒中取出放入电阻炉内烘干处理，加热温度为300‑350℃，加热时间为3‑4h，冷却制得石墨砂冷铁。本发明专利技术制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的石墨砂冷铁能够作为复杂铸件表面的金属冷铁的取代品，能够有效解决缩孔缩松的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨砂冷铁及其制备方法，属于石墨砂制备

技术介绍
铸件热节部位容易产生缩孔或缩松缺陷，为了消除缩孔或缩松，工艺上一般会采用冷铁或冒口。冷铁大都采用金属冷铁，材质选用HT200或HT250等，少量企业选用石墨冷铁。金属冷铁由于其自重较大，密度是型砂的4倍多，所以其摆放的位置受限，摆放在铸件的侧面或顶面可能掉落造成塌陷，从而引起铸件的报废；同时有使用次数限制，此外使用前要清理打磨焊干，要无锈无油污无湿气。这对生产管理增加了难度。石墨冷铁则没有金属冷铁的上述缺点。但是石墨冷铁的强度低，落砂时易破损，从而降低使用寿命，增加使用成本。一般情况下大石墨冷铁磨损厉害的和大部分无法使用的小石墨冷铁只能废弃，造成浪费。为了使这些破损的石墨冷铁能够再利用，我们试制成功了石墨砂冷铁。石墨砂冷铁是将这些废弃的石墨冷铁加工成石墨粒子与硅砂混合。石墨砂冷铁易于成型，能制作各种复杂形状；对于某些铸件表面需要放置冷铁而现场操作不方便使用金属冷铁的地方，直接使用石墨砂打制当做冷铁使用。石墨砂冷铁能够充分继承石墨的具有比重轻，耐火度高，导热系数大等优点，能够起到激冷效果解决输送问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供了一种石墨砂冷铁及其制备方法，制备方法简单，制备得到的石墨砂冷铁能够有效解决缩松的问题。本专利技术采用如下技术方案：一种石墨砂冷铁，各组分按重量份数计为：硅砂15-20份、石墨颗粒80-85份、陶土9-11份、合脂粘结剂13-17份、水2-3份。进一步的，所述硅砂的目数为30-70目，硅砂的灰份≤0.5%。进一步的，所述石墨颗粒为废弃石墨冷铁经破碎过筛制得。石墨砂冷铁的制备方法，包括如下步骤：（1）将石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，去除粉末和大块，选取30-70目的石墨颗粒；（2）按重量份数取15-20份的硅砂、80-85份的石墨颗粒、9-11份的陶土和2份的水加入至混砂机中充分搅拌5-8min；（3）缓慢匀速向混砂机中加入合脂粘结剂，继续搅拌8-12min得到石墨砂冷铁原料；（4）将混砂机中的原料置于芯盒中进行成型，成型后从芯盒中取出放入电阻炉内烘干处理，加热温度为300-350℃，加热时间为3-4h；（5）将成型后的石墨砂冷铁随炉冷却至室温。进一步的，所述步骤（3）中合脂粘结剂在30-60s内加完。进一步的，所述步骤（4）中原料在芯盒中放置2-10min成型后取出。进一步的，所述步骤（4）中原料在放入芯盒过程中边加入边搅拌，使原料在芯盒中层层压实，加入完毕后停止搅拌。本专利技术制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的石墨砂冷铁能够作为复杂铸件表面的金属冷铁的取代品，能够有效解决缩孔缩松的问题。附图说明图1为本专利技术中实施例一中的T字径实验的示意图。图2为本专利技术中实施例二中的实验的示意图。图3为本专利技术中实施例三中的实验的示意图。附图说明：石墨砂冷铁1、石墨冷铁2。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术中的合脂粘结剂外购于东港市东宇合脂粘结剂厂。实施例一：一种石墨砂冷铁，各组分按重量份数计为：硅砂15份、石墨颗粒85份、陶土9份、合脂粘结剂14份、水2份。制备方法为：（1）将石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，去除粉末和大块，选取50目的石墨颗粒；（2）按重量份数取15份的硅砂、85份的石墨颗粒、9份的陶土和2份的水加入至混砂机中充分搅拌5min；（3）缓慢匀速向混砂机中加入合脂粘结剂，合脂粘结剂在30s内加完，继续搅拌8min得到石墨砂冷铁原料；（4）将混砂机中的原料置于芯盒中进行成型制备75mm×75mm×80mm的石墨砂冷铁，原料在放入芯盒过程中边加入边搅拌，使原料在芯盒中层层压实，加入完毕后停止搅拌，原料在芯盒中放置2min成型后从芯盒中取出放入电阻炉内烘干处理，加热温度为300℃，加热时间为3h；（5）将成型后的石墨砂冷铁随炉冷却至室温。采用实施例一制备得到的石墨砂冷铁进行T字筋实验：实验过程中左侧放置石墨砂冷铁1的为T字筋A，中间不放置任何冷铁为T字筋B，右侧放置石墨冷铁2为T字筋C，石墨冷铁和石墨冷铁的大小相同。浇注温度为1350-1360℃；材质为QT400-18ULT。铸件开箱后进行超声波探伤UT检测，并对三块铸件进行解剖看其内部是否存在缩松。实验示意图如图1。实验结果显示，T字筋B解剖实验和UT检测都存在缩松缺陷，T字筋A和C均未发现缩松。说明本专利技术制备得到的石墨砂冷铁1的防缩松能力与石墨冷铁2效果相同。实施例二：一种石墨砂冷铁，各组分按重量份数计为：硅砂17份、石墨颗粒83份、陶土10份、合脂粘结剂15份、水2份。制备方法为：（1）将石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，去除粉末和大块，选取60目的石墨颗粒；（2）按重量份数取17份的硅砂、83份的石墨颗粒、10份的陶土和2份的水加入至混砂机中充分搅拌8min；（3）缓慢匀速向混砂机中加入合脂粘结剂，合脂粘结剂在45s内加完，继续搅拌9min得到石墨砂冷铁原料；（4）将混砂机中的原料置于芯盒中进行成型制备200mm×175mm×70mm的石墨砂冷铁，原料在放入芯盒过程中边加入边搅拌，使原料在芯盒中层层压实，加入完毕后停止搅拌，原料在芯盒中放置8min成型后从芯盒中取出放入电阻炉内烘干处理，加热温度为350℃，加热时间为3.5h；（5）将成型后的石墨砂冷铁随炉冷却至室温。如图2所示，对实施例2制备得到的石墨砂冷铁进行试验检测，试验过程：某2.5MW后轴承座一处壁厚较厚，达200mm，此处是跟底座结合面，要求很高，不能有缩松缩孔，为此工艺上需要放置冷铁。在此处把打制好的200mmX175mmX70mm的石墨砂冷铁1放置好，且可以与砂型一起涂刷锆英粉涂料，保证铸件的表面质量。此前未使用石墨砂冷铁时，该铸件因此位置出现缩松问题引起的铸件报废率为5%，采用石墨砂冷铁后因此位置缩松引起的铸件报废降低为1%。实施例三：一种石墨砂冷铁，各组分按重量份数计为：硅砂20份、石墨颗粒80份、陶土11份、合脂粘结剂17份、水3份。制备方法为：（1）将石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，去除粉末和大块，选取70目的石墨颗粒；（2）按重量份数取20份的硅砂、80份的石墨颗粒、11份的陶土和3份的水加入至混砂机中充分搅拌7min；（3）缓慢匀速向混砂机中加入合脂粘结剂，继续搅拌12min得到石墨砂冷铁原料；（4）将混砂机中的原料置于芯盒中进行成型制备小型的石墨砂冷铁，原料在放入芯盒过程中边加入边搅拌，使原料在芯盒中层层压实，加入完毕后停止搅拌，原料在芯盒中放置2-10min成型后从芯盒中取出放入电阻炉内烘干处理，加热温度为330℃，加热时间为4h；（5）将成型后的石墨砂冷铁随炉冷却至室温。如图3所示，对实施例三制备得到的石墨砂冷铁进行试验，试验过程：某定子架的一处吊攀是整个铸件以及后续装配完毕之后的起吊装置，客户要求此处不能出现缩松，并且需要进行X射线探伤（RT检测）。首件生产时由于没有放置冷铁UT检测有缩松而报废，为此决定采用石墨砂冷铁。未按此方法进行生产，RT检测时长发现缩松缺陷。按此方法生产10件铸件经UT检测和RT检测未发现此处存在缩松缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨砂冷铁，其特征在于：各组分按重量份数计为：硅砂15‑20份、石墨颗粒 80‑85份、陶土9‑11份、合脂粘结剂13‑17份、水 2‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨砂冷铁，其特征在于：各组分按重量份数计为：硅砂15-20份、石墨颗粒80-85份、陶土9-11份、合脂粘结剂13-17份、水2-3份。2.如权利要求1所述的石墨砂冷铁，其特征在于：所述硅砂的目数为30-70目，硅砂的灰份≤0.5%。3.如权利要求1所述的石墨砂冷铁，其特征在于：所述石墨颗粒为废弃石墨冷铁经破碎过筛制得。4.权利要求1所述的石墨砂冷铁的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将石墨冷铁进行破碎过筛制成石墨颗粒，去除粉末和大块，选取30-70目的石墨颗粒；（2）按重量份数取15-20份的硅砂、80-85份的石墨颗粒、9-11份的陶土和2份的水加入至混砂机中充分搅拌5-8min；（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙桔，方怡，吴跃彬，王宇，李昀旻，
申请(专利权)人：江苏一汽铸造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32