【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属或复合材料等成型模具制造，其涉及到了一种轻质水溶性砂芯模及其制备方法，具体为一种以聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇作为粘接剂，以石英砂和浮石(火山石)来作为砂料，两者共混后制备出的一种轻质水溶性砂芯模的制备方法。
技术介绍
1、金属材料因为其有良好的加工性能、导热率及表面表面粗糙度等优点，广泛作为在模具制造方面的主要原材料。但对于一些结构复杂的产品，采用金属材料作为模具就具有一定的局限性，如内腔较大、开口较小的产品，使用金属模具取出困难或取不出来，或不能出现拔模斜度的产品等问题，采用金属可拆卸拼块结构不仅拼装复杂、需特殊设计还有高额的制造成本，导致金属模具的使用受到一定的限制。针对金属模具出现的问题，本着以工业化大量生产且成型简单等出发点，专利技术出一种轻质水溶性砂芯模，其具有绿色环境友好、制造成本低、强度高、遇水溃散易脱模等突出特点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供了一种轻质水溶性砂芯模及其制备方法，通过以聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮与水按一定的配比混合制备的胶液为粘接剂，以石英砂和浮石按一定的配比进行混料形成砂料，将砂料与粘接剂混合均匀后放入模具中按一定温度加热成型，成为一种水溶性产品的制备方法。相比于普通的水溶性砂芯模，具有密度低、固化、干燥时间短和低制造成本等优点。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方法实现的：
3、本专利技术提供一种轻质水溶性砂芯模，包括砂料与粘接剂；砂料与粘接剂质量比8：1-9：1；
4、所述砂料包括
5、所述石英砂和浮石的质量比1:0.8-1:5。
6、所述聚乙烯吡咯烷酮与水比例为3:14-4:14，聚乙烯吡咯烷酮与聚乙烯醇比例为1:1-1:2。
7、所述石英砂粒径60-100目；所述浮石粒径为3-10mm粒。
8、所述粘接剂通过包括如下步骤的制备方法制得：
9、将水加热至90-95℃，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，待聚乙烯吡咯烷酮溶解后加入聚乙烯醇继续搅拌20-30min。
10、优选的，小型砂芯模成型使用80-100目的石英砂和1-3mm粒径的浮石颗粒，石英砂和浮石按质量比1:1-1:1.5进行混合。
11、优选的，中大型砂芯模成型使用60-80目的石英砂和3-10mm的浮石颗粒，石英砂和浮石按质量比1:0.8-1:1.2进行混合。
12、所述轻质水溶性砂芯模的制备方法，包括如下步骤：
13、将砂料与粘接剂放入混砂机共混搅拌制得砂胶预混料，将砂胶预混料分批加入成型模具并压实，固化干燥获得所述轻质水溶性砂芯模。
14、每批砂料放入成型模中后应用力捣实，使其结构紧实。
15、干燥采用烘干，烘干温度120-160℃。
16、固化干燥时长2-5h。
17、其中小型砂芯模固化烘干时长2-3h。中大型砂芯模固化干燥时长3-5h。
18、所述分批加入的步骤包括：将砂胶预混料分3-4批放入砂芯成型模具中，每次放入后压实。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
20、1、单组分聚乙烯醇在水中的溶解速率较慢，在加入聚乙烯吡咯烷酮的情况下，聚乙烯醇的溶剂速率明显加快，且界面粘接强度得到改善。
21、2、单组分的石英砂来作为砂芯模的原料其密度大约在1.8-2.5之间，本专利技术加入了轻质浮石材料，按一定的比例与石英砂共混，不但能保证强度变化较小，且密度下降到1.4左右，大大改善了砂芯模质量大的问题。
22、3、加入浮石材料的砂芯模，由于其内部具有多孔结构，使其在芯模成型过程总透气性更好，缩短了脱水固化时间，且在用水进行溃散脱模时，能快速吸水、溶胶、脱模缩短了脱模时间。
23、4、与金属模具相比，其具有超低的制造成本、遇水溃散速率快的优点。
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1.一种轻质水溶性砂芯模，其特征在于，包括砂料与粘接剂；所述砂料与粘接剂的质量比8:1-9:1；
2.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述石英砂和浮石的质量比1:0.8-1:1.5。
3.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮与水的质量比为3:14-4:14，聚乙烯吡咯烷酮与聚乙烯醇的质量比为1:1-1:2。
4.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述石英砂粒径为60-100目；所述浮石粒径为3-10mm。
5.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述粘接剂通过包括如下步骤的制备方法制得：
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的轻质水溶性砂芯模的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，干燥采用烘干，烘干温度120-160℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，固化干燥时长2-5h。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述分批加入的步骤包括：将
...【技术特征摘要】
1.一种轻质水溶性砂芯模，其特征在于，包括砂料与粘接剂；所述砂料与粘接剂的质量比8:1-9:1；
2.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述石英砂和浮石的质量比1:0.8-1:1.5。
3.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮与水的质量比为3:14-4:14，聚乙烯吡咯烷酮与聚乙烯醇的质量比为1:1-1:2。
4.根据权利要求1所述的轻质水溶性砂芯模，其特征在于，所述石英砂粒径为60-100目；所述浮石粒径为3-10mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔宇，赵雪婷，周琳贇，肖海刚，杨坤好，张俊虎，徐正，沈育俊，刘立志，
申请(专利权)人：上海复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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