一种精密铸造面层砂粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种精密铸造面层砂粉及其制备方法，所述制备方法包括：精密铸造废壳依次经过破碎除杂、摇床分筛、酸洗提纯、磁选分离、磨料熔炼和除尘分级后得到所述面层砂粉。可有效回收利用精密铸造废壳，实现了对废壳的分类精细加工，避免高价值原料的浪费，所采用的工艺流程简单，生产效率和生产成本较低，解决了级配颗粒均一和稳定性难以控制等技术问题，制备得到的面层砂粉的纯度高且颗粒级配可控，可以完全满足实际生产需要，可广泛应用于精密造型材料，具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种精密铸造面层砂粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于精密铸造
，涉及一种精密铸造面层砂粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]精密铸造指的是获得精准尺寸铸件工艺的总称。相对于传统砂型铸造工艺，精密铸造获的铸件尺寸更加精准，表面光洁度更好。它包括：熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、消失模铸造。
[0003]其中较为常用的是熔模铸造，也称失蜡铸造，熔模精密铸造工艺是利用易熔材料制成可熔性模型，在其上涂挂若干层特制的耐火涂料，经干燥、硬化形成整体型壳，然后将型壳中的模型熔掉，放入焙烧炉中高温焙烧，最后在型壳中浇注熔融金属而得到铸件。这种铸造工艺可以生产出精密复杂、接近产品最终形状、不加工或少加工就可直接使用的金属零部件，因而在高端铸件制造方面占据明显的优势地位，目前，熔模精密铸造已成为制造领域的重要基础工艺之一。
[0004]型壳制作是熔模精密铸造生产的关键工序之一，型壳内层的表面质量直接影响着最终铸件的表面质量，而涂料的性能与型壳表面质量密切相关。目前国内外都采用硅溶胶型壳，面层材料主要为锆英粉，它是一种未经深加工的天然矿料，产量较少且价格昂贵。
[0005]目前，随着熔模铸造行业的迅速发展，我国熔模铸造企业每年会产生数百万吨废弃型壳。这些型壳若不加以利用，就需要堆存放置，既占用土地，又污染环境。熔模铸造型壳中含有大量锆英砂，是一种潜在的资源，而我国的锆英砂年产量过低，无法满足国内需求。
[0006]现有的锆英砂制取过程繁多复杂，且制取效率较为低下，远远无法满足现在市场需求。因此亟需对现有的精密铸造面层砂粉制造工艺进行改进，以对废壳中的高价值成分进行回收利用。

技术实现思路

[0007]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精密铸造面层砂粉及其制备方法，可有效回收利用精密铸造废壳，实现了对废壳的分类精细加工，避免高价值原料的浪费，所采用的工艺流程简单，生产效率和生产成本较低，解决了级配颗粒均一和稳定性难以控制等技术问题，制备得到的面层砂粉的纯度高且颗粒级配可控，可以完全满足实际生产需要，可广泛应用于精密造型材料，具有较高的实用价值。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种精密铸造面层砂粉的制备方法，所述制备方法包括：
[0010]精密铸造废壳依次经过破碎除杂、摇床分筛、酸洗提纯、磁选分离、磨料熔炼和除尘分级后得到所述面层砂粉。
[0011]本专利技术提供的制备方法可有效回收利用精密铸造废壳，实现了对废壳的分类精细加工，避免高价值原料的浪费，所采用的工艺流程简单，生产效率和生产成本较低，解决了级配颗粒均一和稳定性难以控制等技术问题，制备得到的面层砂粉的纯度高且颗粒级配可
控，可以完全满足实际生产需要，可广泛应用于精密造型材料，具有较高的实用价值。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述破碎除杂过程包括：
[0013]将精密铸造废壳破碎成粒径小于等于5mm的废料砂粉，挑拣去除其中的杂质，例如可以是0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述摇床分筛过程包括：
[0015]将废料砂粉投入摇床内振荡，经过多级分筛后得到三种不同粒径范围的废料砂粉，分别记为第一废料砂粉、第二废料砂粉和第三废料砂粉。
[0016]所述第一废料砂粉的粒径范围为大于3mm，例如可以是3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4.0mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm或5.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]所述第二废料砂粉的粒径范围为1
‑
3mm，包括1mm且不包括3mm，例如可以是1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm或2.9mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]所述第三废料砂粉的粒径范围为小于1mm，例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述酸洗提纯过程在酸洗槽内进行，所述酸洗槽内注入酸洗液，所述酸洗槽内配置有超声波发生器；所述酸洗过程包括：
[0020](1)将废料砂粉投入酸洗槽内并在酸洗液中浸泡一段时间，在浸泡过程中进行多次搅拌，随后开启超声波发生器，对废料砂粉进行超声处理；
[0021](2)废料砂粉捞出后送入清洗池，采用纯水对酸洗后的废料砂粉进行多洗洗涤直至废料砂粉的pH值呈中性，随后将其取出后烘干并冷却至室温。
[0022]本专利技术通过酸洗实现了对精密铸造废壳的提纯处理，在酸洗过程中，酸洗液将废壳表面的金属或金属氧化物变成金属离子，以从精密铸造废壳表面的氧化皮或黄皮中溶解脱除，使得酸洗液形成了酸与金属离子和金属化合物形成的混合物。此外，本专利技术在对废料砂粉进行酸洗提纯与清水洗涤的过程中引入超声波场，有效降低了废料砂粉中的杂质含量，大大缩短了工序时间，提高了生产效率。
[0023]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(1)中，所述酸洗液包括盐酸和草酸，所述盐酸和所述草酸的质量比为(1
‑
2):1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]所述酸洗液包括浓盐酸和浓硝酸，所述浓盐酸的浓度为30
‑
40wt％，例如可以是30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％或40wt％，所述浓硝酸的浓度为90
‑
99wt％，例如可以是90wt％、91wt％、92wt％、93wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％或99wt％，所述浓盐酸与所述浓硝酸的体积比为(8
‑
15):1，例如可以是8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]本专利技术采用浓盐酸和浓硝酸复配制成酸洗液，用于替代传统工艺中所使用的氢氟
酸，可以有效除去废壳表面易溶于酸的金属氧化物和部分硅酸盐矿物，包括废壳表面的杂质如氧化铁、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁和氧化铝等。在一些可选的实例中，酸洗后的酸洗液可以回收再利用，用来制备低纯度的石英砂，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密铸造面层砂粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：精密铸造废壳依次经过破碎除杂、摇床分筛、酸洗提纯、磁选分离、磨料熔炼和除尘分级后得到所述面层砂粉。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述破碎除杂过程包括：将精密铸造废壳破碎成粒径小于等于5mm的废料砂粉，挑拣去除其中的杂质。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述摇床分筛过程包括：将废料砂粉投入摇床内振荡，经过多级分筛后得到三种不同粒径范围的废料砂粉，分别记为第一废料砂粉、第二废料砂粉和第三废料砂粉；所述第一废料砂粉的粒径范围为大于3mm；所述第二废料砂粉的粒径范围为1
‑
3mm，包括1mm且不包括3mm；所述第三废料砂粉的粒径范围为小于1mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸洗提纯过程在酸洗槽内进行，所述酸洗槽内注入酸洗液，所述酸洗槽内配置有超声波发生器；所述酸洗过程包括：(1)将废料砂粉投入酸洗槽内并在酸洗液中浸泡一段时间，在浸泡过程中进行多次搅拌，随后开启超声波发生器，对废料砂粉进行超声处理；(2)废料砂粉捞出后送入清洗池，采用纯水对酸洗后的废料砂粉进行多洗洗涤直至废料砂粉的pH值呈中性，随后将其取出后烘干并冷却至室温。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸洗液包括浓盐酸和浓硝酸，所述浓盐酸的浓度为30
‑
40wt％，所述浓硝酸的浓度为90
‑
99wt％，所述浓盐酸与所述浓硝酸的体积比为(8
‑
15):1；所述酸洗液的温度为80
‑
100℃；每吨废料砂粉使用30
‑
40kg的酸洗液；所述废料砂粉在酸洗液中浸泡3
‑
5h；所述超声波发生器产生的超声频率为25
‑
35Hz，超声功率为400
‑
600W，超声时间为40
‑
60min；步骤(2)中，所述洗涤过程在超声环境下进行，设定的超声参数为：超声频率为5
‑
15Hz，超声功率为200
‑
300W；所述烘干的温度为300
‑
500℃，所述烘干的时间为2
‑
3h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁选分离过程在磁选机中进行，所述磁选机包括沿物料传输方向依次对接的给料带和磁选滚筒；所述磁选分离过程包括：废料砂粉均匀平铺于所述给料带表面并随所述给料带向所述磁选滚筒方向移动，所述废料砂粉中的磁性颗粒被吸附于磁选滚筒表面，随着所述磁选滚筒的不断转动，所述磁选滚筒表面吸满磁性颗粒；所述废料砂粉中的弱磁颗粒则由所述给料带的出料端甩出；收集吸附在所述磁选滚筒表面的废料砂粉；所述废料砂粉的铺设厚度为20
‑
30mm；所述给料带的传送速度为1
‑
2m/s；所述磁选滚筒的转速为10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈隆洋，
申请(专利权)人：广东万嘉精铸材料有限公司，
类型：发明
国别省市：