本发明专利技术提供了一种铸钢用砂型粘结剂及其制备和使用方法，涉及冶金铸造技术领域。所述的铸钢用砂型粘结剂由A部分(硅酸钠、水、米糠、活性剂十二烷基硫酸钠)和B部分(草酸、水)组成，具体成分按其重量配比为：A部分：硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％。B部分：草酸：10％～20％；水：80％～90％。本发明专利技术提供的铸钢用砂型粘结剂能够有效抑制砂型表面出现“白霜”粉化和砂型开裂；使砂型的溃散性以及表面强度和抗压强度提高；使砂型硬化速度大幅提高；降低了铸件后期的清砂成本；采用廉价的米糠作为原料，降低了砂型的制备成本。降低了砂型的制备成本。
【技术实现步骤摘要】
一种铸钢用砂型粘结剂及其制备和使用方法
[0001]本专利技术属于冶金铸造
，特别是涉及一种铸钢用砂型粘结剂及其制备和使用方法。
技术介绍
[0002]在铸造领域会需要大量的砂型(包括砂芯)以完成液态金属的浇铸成形，其中砂型或砂芯是指以原砂为主要骨料依所用粘结剂的不同可分为，黏土砂型、水玻璃砂型和酚醛树脂砂型。其中，黏土资源丰富、价格便宜，黏土砂型曾被广泛使用，但是随着对铸件质量要求的提高，黏土砂型由于铸型的刚度和强度不高，铸件的尺寸精度较差以及容易产生裂纹、冲砂、夹砂、气孔等缺陷的缺点越专利技术显。而后出现的水玻璃砂型和酚醛树脂砂型能够弥补黏土砂型的不足，被广泛使用。但是从成本角度及环保角度来看，酚醛树脂砂型不仅价格昂贵而且在硬化烘干或使用过程中还会形成有害气体，现已经逐渐淘汰。水玻璃砂型强度高、耐火性能好、操作方便劳动条件好、工艺过程及装备简单、成本低，成为我国铸钢件生产的主力型砂。但水玻璃砂型在使用中，也暴露出一定问题，其一是溃散性差，铸件的清理工作量大，降低了生产效率，影响铸件的表面质量；其二是砂型在放置时间大于48小时，其表面容易出现“白霜”粉化现象，导致砂型强度降低，影响砂型使用效果。
技术实现思路
[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种能够抑制砂型表面出现“白霜”粉化及开裂，并使砂型硬化快、表面强度和抗压强度提高、溃散性高的铸钢用砂型粘结剂及其制备和使用方法。采取的技术方案如下：
[0004]一种铸钢用砂型粘结剂，该粘结剂由A、B两部分组成，其中，A部分包括硅酸钠、水、米糠、十二烷基硫酸钠，B部分包括草酸、水；A、B部分具体组分按其重量配比如下：
[0005]A部分：硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％。
[0006]B部分：草酸：10％～20％；水：80％～90％。
[0007]进一步地，所述硅酸钠模数为3.1～3.4。
[0008]进一步地，所述米糠为不低于200目的粉末状。
[0009]进一步地，所述米糠为稻米糠、玉米糠、小麦糠当中的一种以上。
[0010]一种铸钢用砂型粘结剂的制备方法，包括以下内容：
[0011]A部分：
[0012]按照硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％组分配比进行备料；
[0013]①
将无水硅酸钠粉剂加水溶解成粘稠状液体，其密度控制在1.45～1.72g/cm3，之后在15～30℃的环境下密封放置24～36h；
[0014]②
将浓度为5％～10％的十二烷基硫酸钠水溶液，加入
①
液体中，并搅拌均匀；
[0015]③
将米糠放入50～80℃的水中搅拌并保持60～100min得到糊状物，糊状物中米糠与水按重量份的比例为1：(3～5)；
[0016]④
将
③
中糊状物加入到
②
的液体中并搅拌均匀，之后在15～30℃的环境下密封放置；
[0017]B部分：
[0018]⑤
将草酸调制成浓度为10％～20％的水溶液并密封作为附加调节剂备用。
[0019]进一步地，A部分
②
中浓度为5％～10％的十二烷基硫酸钠水溶液是由十二烷基硫酸钠加水溶解而成。
[0020]一种铸钢用砂型粘结剂的使用方法，首先将粘结剂的A部分加入到原砂当中，加入量为原砂重量的5％～10％，混匀后，在混有粘结剂的原砂当中加入粘结剂的B部分草酸水溶液，加入量为原砂重量的0.2％～1.0％，混匀后完成砂型或砂芯的制备。
[0021]有益效果：本专利技术提供的铸钢用砂型粘结剂能够有效抑制砂型表面出现“白霜”粉化和砂型开裂；使砂型的溃散率由原有的85％提高至98％，降低了铸件后期的清砂成本；表面强度和抗压强度可分别达到0.5—1.0MPa和2.0—3.5MPa，砂型硬化速度提高25％以上；采用廉价的米糠作为原料，降低了砂型的制备成本。本专利技术提供的技术方案适用于铸钢制作砂型的过程中。
【具体实施方式】
[0022]一种铸钢用砂型粘结剂，由A部分(硅酸钠、水、米糠、活性剂十二烷基硫酸钠)和B部分(草酸、水)组成，各部分的具体成分按其重量配比如下：
[0023]A部分：硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％。
[0024]B部分：草酸：10％～20％；水：80％～90％。
[0025]其中，所述的硅酸钠模数为3.1～3.4，米糠为不低于200目的粉末状，米糠为稻米糠、玉米糠、小麦糠当中的一种以上。具体制备方法，按照下述步骤进行:
[0026](1)将无水硅酸钠粉剂装入容器当中，之后在容器当中倒入水，将硅酸钠充分溶解成粘稠状液体，其密度控制在1.45～1.72g/cm3，之后在15～30℃的环境下密封放置24～36h；
[0027](2)为了降低低温黏度，便于砂型的成形制备，同时还能提高砂型的抗压强度，在粘稠状液体当中加入浓度为5％～10％的活性剂十二烷基硫酸钠水溶液，并搅拌均匀；
[0028](3)将米糠放入50～80℃的水中搅拌并保持60～100min得到米糠糊状物，糊状物中米糠与水按重量份的比例为1：(3～5)；
[0029](4)将(3)中糊状物加入到(2)的液体中并搅拌均匀，之后在15～30℃的环境下密封放置；
[0030](5)将草酸调制成浓度为10％～20％的水溶液并单独密封成袋，待粘结剂使用过程中，再将其添加。
[0031]米糠中由于含有一定量的淀粉和一定量的纤维素，通过将其放入50～80℃的(水)中调制成糊状后，淀粉会在此温度下转换成多糖，在砂型制备过程中多糖能够有效抑制砂型表面因配料中含有水分而出现的“白霜”粉化。此外，淀粉转换成的多糖也能吸收纤维素
当中的自由水分，防止纤维素中自由水分对水解反应的发生。米糠中的纤维素可以防止砂型在硬化脱水过程中出现微观裂纹，提高砂型表面强度，防止铸件在浇铸过程中表面裹砂。同时米糠糊当中的纤维素在由高温(1000℃～1700℃)向低温(<500℃)转变过程中其强度会大幅降低，有利于提高砂型用后的溃散性，降低了铸件落砂清理劳动强度。
[0032]采用十二烷基硫酸钠活性剂，该活性剂通常主要用在化妆品、洗涤剂、纺织、造纸、润滑以及制药等领域，该活性剂由于属于阴离子型表面活化剂，具有较强的憎水性，能够有利于砂型中水分的排出，有助于砂型的烘干效果提高。
[0033]同时还能够降低砂型制备过程中砂料的粘度以便于砂型制备，提高砂型的抗压强度，可以应用于一些结构相对较复杂的砂型制备。
[0034]草酸水溶液在粘结剂使用过程中配合使用不允许在使用前与粘结剂混合，主要是草酸长时间与硅酸钠水溶液接触后，当中的羧基官能团COO本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铸钢用砂型粘结剂，其特征在于，该粘结剂由A、B两部分组成，其中，A部分包括硅酸钠、水、米糠、十二烷基硫酸钠，B部分包括草酸、水；A、B部分具体组分按其重量配比如下：A部分：硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％。B部分：草酸：10％～20％；水：80％～90％。2.根据权利要求1所述的铸钢用砂型粘结剂，其特征在于，所述硅酸钠模数为3.1～3.4。3.根据权利要求1所述的铸钢用砂型粘结剂，其特征在于，所述米糠为不低于200目的粉末状。4.根据权利要求3所述的铸钢用砂型粘结剂，其特征在于，所述米糠为稻米糠、玉米糠、小麦糠当中的一种以上。5.一种权利要求1所述的铸钢用砂型粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下内容：A部分：按照硅酸钠：40％～60％；水：38％～55％；米糠：0.5％～3％；十二烷基硫酸钠：0.2％～1.0％组分配比进行备料；
①
将无水硅酸钠粉剂加水溶解成粘稠状液体，其密度控制在1.45～1.72g/cm3，之后在15～30℃的环境下密封放置24～36h；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德军，裴兰科，曹东，廖相巍，李海强，赵亮，葛春钰，刘磊，许孟春，范思鹏，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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