【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造领域，提供一种生产汽车、航空航天等高端铸件砂芯生产过程中使用的绿色环保无机发泡砂及其制备方法。
技术介绍
1、汽车、航空航天等领域使用的高端铸件，具有高效、薄壁、精确、复杂等特点。对于结构复杂、尺寸精度和表面质量要求高的铸件，通常需要使用复杂的组合砂型或型芯，比如水套、进气口、排气口等。传统有机粘结剂砂型或型芯在实际生产过程中对环境污染大，清砂时需采用繁琐复杂的工艺方法去除。随着国家倡导的节能减排、绿色铸造和循环经济，无机粘结剂的推广应用越来越受到广泛关注。无机粘结剂在生产过程中排放物少，综合成本低，有很大的优势，但无机粘结剂砂清砂困难，一直阻碍其大规模使用。
技术实现思路
1、本专利技术的绿色环保无机发泡砂包含无机粘结剂、水、发泡剂和发泡促进剂等，通过混砂机混砂，将泡沫和无机粘结剂包裹在砂粒的表面，再通过挤压加入到加热后的模具中硬化，形成中空的砂型或型芯，浇铸后的砂型或型芯具有优异的清砂性能，能够通过振动和气流冲击等低成本且简单的方式来去除芯砂，因此可以省略一直以来所使用的如粉碎处理、热处理、喷砂处理等繁杂的清砂方法，实现铸造工艺的简化。
2、本专利技术以改性的wj-1无机粘结剂为粘结剂，在混砂时加入改性的ft-1添加剂，通过加热硬化方式，获得了具有较高的强度和优异清砂性能的绿色环保无机发泡砂型或型芯。
3、一种绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的绿色环保无机发泡砂，包括宝珠砂与组分一无机粘结剂、组分二无机粘结剂促进剂两种液料混合。p>
4、所述绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的组分一无机粘结剂，包括80～95份wj-1无机粘结剂与发泡剂混合而成；
5、所述发泡剂为粉状0.5-5份k12，0.5-5份aes，0.5-5份cab-35，0.5-5份aos粉，0.5-5份aeo-9，0.5-5份ac发泡剂，0.5-5份吐温80之一种或几种。
6、所述组分二无机粘结剂促进剂，包括80～95份ft-1添加剂与发泡促进剂混合而成；
7、所述发泡促进剂为0.5-5份bdma发泡催化剂，0.5-5份三菱化学p-530a，0.5-5份ya-30发泡促进剂，0.5-5份yap-1泡孔稳定剂，0.5-5份月桂酸镉、0.5-5份脂肪酸锌皂、0.5-5份二甲基十六胺之一种或几种。
8、将1kg100目宝珠砂放置在混砂机中，混砂开始后加入10g组分二，搅拌5s后加入20g组分一，继续搅拌100s后出砂；
9、制芯过程为：制芯机的芯盒温度200℃，热空气温度150℃，射砂压力0.2mpa，射砂时间2s，制备出标准的“8”字砂样。
10、一种绿色环保无机发泡砂的制备方法，其特征在于：由两个组分，组分一为无机粘结剂：选用80—95份wj-1无机粘结剂，发泡剂为粉状0.5-5份k12，0.5-5份aes，0.5-5份cab-35，0.5-5份aos粉，0.5-5份aeo-9，0.5-5份ac发泡剂，0.5-5份吐温80之一种或几种，以提供无机发泡砂足够的流动性和发泡倍数。所述无机粘结剂发泡倍数大于等于1.5倍，流动性大于70mm。
11、组分二为无机粘结剂促进剂，选用80—95份ft-1添加剂，所述发泡促进剂为0.5-5份bdma发泡催化剂，0.5-5份三菱化学p-530a，0.5-5份ya-30发泡促进剂，0.5-5份yap-1泡孔稳定剂，0.5-5份月桂酸镉、0.5-5份脂肪酸锌皂、0.5-5份二甲基十六胺之一种或几种已提供发泡砂型或型芯的中空体积不低于30％。
12、作为优选的技术方案：
13、本专利技术具体提供了一种提高无机粘结剂砂强度的方法，其特征在于：
14、1、绿色环保无机发泡砂的制备
15、无机发泡砂包括两组分，组分一：发泡剂直接加入wj-1无机粘结剂中，具体的制备工艺流程如下：将wj-1无机粘结剂加入三口烧瓶中，启动搅拌器，将发泡剂按比例加入三口烧瓶，缓慢搅拌20min，停止搅拌取出备用。
16、组分二：发泡促进剂，水加入ft-1添加剂中，具体的制备工艺流程如下：将ft-1添加剂加入三口烧瓶中，启动搅拌器，按比例将发泡促进剂加入到三口烧瓶，搅拌20min，停止搅拌取出备用。
17、2、砂芯试样的制备
18、混砂过程为：将1kg100目宝珠砂放置在混砂机中，混砂开始后加入10g组分二，搅拌5s后加入20g组分一，继续搅拌100s后出砂。制芯过程为：制芯机的芯盒温度200℃，热空气温度150℃，射砂压力0.2mpa，射砂时间2s。制备出标准的“8”字砂样。
19、取出的砂样立即测量其抗拉强度，记为即时强度；冷却到室温后的抗拉强度，记为室温强度；将砂芯放置在25℃、湿度60％的恒温恒湿环境下，测量2h和4h后的抗拉强度，并记录2h强度和4h强度。
20、3、流动性检测方法
21、如图1所示，先将测试筒放在标有刻度的玻璃平板上，然后将混好的流态砂倒满测试筒，刮去多余的流态砂(刮平)后1.5min时，将测试圆筒垂直提起，让料沿平板玻璃的水平面(先用水平仪调教水平)自然流动摊开，直到料失去流动能力为止，记录摊开直径，即为其流动性。
22、4、发泡砂发泡倍数和泡沫持续时间的测定方法
23、将100g100目宝珠砂放置带有刻度的250ml，直径为60mm的玻璃桶内，记录体积。
24、将混制好的泡沫砂取100g放置在容积为250ml，直径为60mm的无底玻璃桶内，记录体积。开始计时，体积开始减少时停止计时，记录时间，该时间为泡沫持续时间。
25、发泡砂发泡倍数为发泡砂体积大于宝珠砂体积的倍数。
26、表1型砂性能参数的对比
27、
28、
29、本专利技术与现有技术相比，其优点在于：
30、本专利技术所述的绿色环保无机发泡砂及其制备方法，使用性能优良，残留强度低，能够满足铸造使用要求，可应用于砂芯生产。
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1.一种绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的绿色环保无机发泡砂，包括宝珠砂与组分一无机粘结剂、组分二无机粘结剂促进剂两种液料混合。
2.根据权利要求1所述绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的组分一无机粘结剂，包括80～95份WJ-1无机粘结剂与发泡剂混合而成；
3.根据权利要求1所述组分二无机粘结剂促进剂，包括80～95份FT-1添加剂与发泡促进剂混合而成；
4.一种如权利要求1所述的绿色环保无机发泡砂的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的绿色环保无机发泡砂，其特征在于：发泡倍数大于等于1.5倍，流动性大于70mm，所述发泡砂制作的发泡砂型或型芯的中空体积不低于30％。
【技术特征摘要】
1.一种绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的绿色环保无机发泡砂，包括宝珠砂与组分一无机粘结剂、组分二无机粘结剂促进剂两种液料混合。
2.根据权利要求1所述绿色环保无机发泡砂，其特征在于：所述的组分一无机粘结剂，包括80～95份wj-1无机粘结剂与发泡剂混合而成；
3.根据权利要求1所述组分二无...
【专利技术属性】
技术研发人员：李延海，于志勇，尹绍奎，于瑞龙，王鹏伟，刘加军，谭锐，张海东，高天娇，李玲，
申请(专利权)人：中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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