一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法技术

本发明专利技术公开了一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，包括：硅砂、改性无机粘结剂和粉料溃散剂；改性无机粘结剂包括无机粘结剂和改性剂，无机粘结剂是以硅酸盐为基础的粘结剂，改性剂包括磷酸盐、硼酸盐和偏铝酸盐，用于对无机粘结剂改性；粉料溃散剂为无机盐类和有机粉末的混合物；包括如下重量份的各物质：硅砂100份、改性无机粘结剂2

【技术实现步骤摘要】
一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法


[0001]本专利技术涉及铸造辅助材料领域，尤其涉及一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法。

技术介绍

[0002]进入二十一世纪，全球化的政治、经济和社会得到极大发展，人类社会对环境的保护意识得到极大强化，在此背景条件下，国家不断出台各种方针和政策，指导和引导社会向可持续性发展转型，铸造行业中高能耗、高污染与此趋势格格不入，这种现象已经引起全世界铸造工作者的强烈关注，绿色铸造，保护环境，成为铸造业者的共同心声，从树脂砂大规模应用于铸造生产以来，其所产生的化学污染日益严重，国内外研究者们积极开展广泛研究，力图更快找到一种新的造型材料，克服缺点，增强优点，降低生产成本，并取得了可喜的进展。
[0003]从2001年开始，无机粘结剂的粘结性能和硬化特性研究在德国Hannover大众汽车厂铸造车间得到迅速开展，该公司研究人员主要是针对磷酸盐和硫酸盐无机粘结剂的砂型铸造进行了大量的前期生产性试验，并且根据研究目的制定了详细的工作计划，其研究目的是使用诸多必要的控制措施达到使该公司在砂型铸造制芯工作中全部采用无机粘结剂砂。并通过采集试验数据对各种不同造型粘结剂的生产效率及其生产流程进行分析对比，并对现有实际生产中的制芯工艺进行了分析和评价。
[0004]2003年，GIFA博览会上展出了一些新开发的无污染硅酸盐系的和盐基类的新型无机粘结剂，这些无机粘结剂研究开发的主要目的是克服其在目前生产中的固有缺点，扩大已有的优势，使之更适应铸造生产不断发展的低成本要求。无机粘结剂的主要优点有：(1)原辅材料来源方便，采购成本低，使用安全；(2)造型、制芯过程中可采用多种硬化方式(如气硬、热硬和自硬等)综合处理；(3)制备过程中很少有有毒气体和固体污染物排放；(4)使用过程中排放的有毒气体、冷凝物和气味均很少，有利于铸造作业环境改善；(5)制备的砂芯耐热性高、热稳定性好等。但是，也经常出现如下缺点：(1)有时制备的砂芯强度低，抗湿性差；(2)造型、制芯时粘结剂加入量多；(3)型芯砂的残余强度较高、砂芯溃散性差，出砂困难；(4)铸件焊补和清铲的工作量大；(5)旧砂再生回用困难等。
[0005]针对这些问题，国内外铸造工作者进行了一系列的研究，如中国专利CN105440957A，其公开了一种钾水玻璃粘结剂，其特征在于，它包括以下质量份的原料：钾水玻璃30～50份、白炭黑8～14份、氧化镁14～28份、氯化镁5～10份、硫酸镁5～10份、缩合磷酸铝5～10份、平平加O5～12份和水6～12份。但是该技术方案不能有效改善无机粘结剂砂的抗湿性以及溃散性的问题；在专利DE 2856267 A1中介绍了通过对水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到3％，而即时强度达到0.4Mpa，一小时强度达到1.7Mpa。在专利DE102007045649 A1中介绍了通过对水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到2％，而使水玻璃砂的即时强度达到2.0Mpa，一小时强度达到3.8Mpa。通过各国科研工作者对水玻璃研究的不断深入，使造型过程中水玻璃的加入量、水玻璃砂的强度问题已不断被解决，但是水玻
璃砂的溃散性差的问题仍然是其在铸造行业中发展的瓶颈，现有技术中由于无机粘结剂中不含易分解物质等成分，导致无机粘结剂砂虽然有较高的强度等性能指标，却因为没有良好的溃散性能，在浇注后铸件难以型砂剥离，铸件清理困难，以上问题亟待解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，包括：
[0008]硅砂；
[0009]改性无机粘结剂，包括无机粘结剂和改性剂，无机粘结剂是以硅酸盐为基础的粘结剂，改性剂包括磷酸盐、硼酸盐和偏铝酸盐，用于对无机粘结剂改性；
[0010]粉料溃散剂，为无机盐类和有机粉末的混合物；
[0011]其中，包括如下重量份的各物质：硅砂100份、改性无机粘结剂2
‑
5份以及粉料溃散剂1
‑
3份。
[0012]进一步地，硅酸盐的模数为2.0～3.0，其中硅酸盐的含固量的重量百分比为30％～55％。
[0013]进一步地，优选硅酸盐的模数为2.2～2.6，其中优选硅酸盐的含固量的重量百分比为40％～45％。
[0014]进一步地，无机粘结剂中的硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或几种。
[0015]进一步地，磷酸盐包括磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钾中的一种或几种。
[0016]进一步地，硼酸盐包括四硼酸钠、偏硼酸钠、三羟基苯基硼酸钠、四硼酸钾、偏硼酸钾中的一种或几种。
[0017]进一步地，偏铝酸盐包括偏铝酸钠和/或偏铝酸钾。
[0018]进一步地，粉料溃散剂中的无机盐包括：云母粉、海波粉、硫酸盐、磷酸盐中一种或几种；粉料溃散剂中的有机粉末包括：活性炭粉、竹纤维粉、膨胀石墨、环氧树脂粉、酚醛树脂粉、苯磺酸钠粉、谷氨酸钠粉中的一种或几种；其中，无机盐与有机粉末的重量比例为：40～80：20～50。
[0019]进一步地，一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂制取方法，包括以下步骤：
[0020]取100份硅砂；
[0021]加入2～5份改性无机粘结剂，混制1～2min，
[0022]加入粉料溃散剂1～3份，继续混制1～2min，
[0023]取出制型，硬化方式为CO2硬化，或加热硬化，或加有机酯硬化。
[0024]进一步地，中改性无机粘结剂的制取方法包括以下步骤：
[0025]无机粘结剂加热至60～85℃；
[0026]加入磷酸盐、硼酸盐和偏铝酸盐改性剂，加入量占无机粘结剂重量百分比为5～30％；
[0027]升温至90～95℃，保温0.5～2h，冷却至室温。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在无机粘结剂改性过程中添加溃散改性剂，并在混砂过程中添加粉料溃散剂，显著提高了无机粘结剂型砂的溃散性，使无机粘结剂砂型在浇注后大幅降低残留强度，易于铸件清理，可使铸件较容易与型砂剥离，利于清砂，降低工人劳动强度。
附图说明
[0029]图1为种具有溃散性的改性无机粘结剂砂制取方法流程图；
[0030]图2为改性前后无机粘结剂砂性能参数的对比表；
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0033]请参阅说明书附图，本专利技术提供一种技术方案：一种具有溃散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，包括：硅砂；改性无机粘结剂，包括无机粘结剂和改性剂，无机粘结剂是以硅酸盐为基础的粘结剂，改性剂包括磷酸盐、硼酸盐和偏铝酸盐，用于对无机粘结剂改性；粉料溃散剂，为无机盐类和有机粉末的混合物；其中，包括如下重量份的各物质：硅砂100份、改性无机粘结剂2
‑
5份以及粉料溃散剂1
‑
3份。2.根据权利要求1所述的一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，硅酸盐的模数为2.0～3.0，其中硅酸盐的含固量的重量百分比为30％～55％。3.根据权利要求2所述的一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，硅酸盐的模数为2.2～2.6，其中硅酸盐的含固量的重量百分比为40％～45％。4.根据权利要求1所述的一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，无机粘结剂中的硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，磷酸盐包括磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸钾中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，其特征在于，硼酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏奎，
申请(专利权)人：一汽铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：