用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，所述的复合固化剂以电熔镁砂粉为主要组成部分，再加入金属单质粉末或金属氧化物粉末，经搅拌、球磨制成；电熔镁砂粉的加入量为复合固化剂质量的７０％～９０％，金属单质粉末或金属氧化物粉末的加入量为复合固化剂质量的１０％～３０％。本发明专利技术复合固化剂的磷酸盐粘结剂自硬砂具有脱模时间适中、砂型（芯）强度高、型砂回用性好、使用过程中对环境无任何污染的优点，完全可以达到铸造生产的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合固化剂，具体的是砂型铸造生产中用于磷酸盐铸造粘结剂的 复合固化剂及其制备方法。
技术介绍
随着人们日益增加的环保意识，对粘结剂方面的要求也有所提高。有机粘结剂虽 然使用性能较为优越，但是多数都具有刺激性气味，燃烧后产生烟雾并释放出有害气体，这 些对保护环境以及操作者的人身健康都是不利的。无机粘结剂中以粘土和水玻璃应用最为 广泛，粘土由于砂型强度不高等弊端正在逐渐被水玻璃和有机树脂取代；而水玻璃的最大 缺点是溃散性差、型砂再生困难。磷酸盐铸造粘结剂作为一种无机粘结剂，具有溃散性好、环境污染小、硬化强度与 水玻璃有机酯硬化强度相当的优点。显然，这些优点是符合现在铸造业发展的需求的。目 前，常用的磷酸盐铸造粘结剂主要是铝磷酸盐粘结剂，以及在此基础上进行改性的复合磷 酸盐铸造粘结剂。在磷酸盐铸造粘结剂体系中，只有粘结剂与固化剂之间有效配合才能更好的发挥 其优越性。可以运用于磷酸盐铸造粘结剂的固化剂有四类①金属氧化物、氢氧化物或复 合氧化物(如镁、钙、锌等的氧化物，铁、钛等的氢氧化物以及铝尖晶石、锌尖晶石和各种氧 化物煅烧制得的复合氧化物)；②金属盐或铵盐(如IIA族金属的碳酸盐、铝酸盐以及IIA 族金属和铵的有机酸盐)；③络合物(如氢氧化铝络合硼酸盐)；④单质金属粉末(如铝粉 等)。铸造生产中实际应用的主要是氧化镁、铝酸钙、铝粉、聚磷酸铵等的单一固化剂。通过研究发现，采用单一固化剂的磷酸盐粘结剂自硬砂存在着反应速度不易控 制、固化强度不高等弊端。以氧化镁固化剂来说，由于其自身化学活性及粒度大小的原因， 使反应速度较快。反应速度过快会使型的砂抗拉强度降低，而一般则希望反应速度可以控 制在一定范围内。以脱模时间作为评价反应速度的指标的话，控制在20 40分钟比较符 合铸造生产的要求。铸造生产中要求砂型(芯)的强度越高越好，通常要通过提高粘结剂的加入量来 提高强度，考虑到生产成本的问题，不希望粘结剂加入量过高。故此，一般要求在粘结剂加 入量适中的情况下，抗拉强度不低于0. 3MPa。按照目前氧化镁固化剂使用的实际，要想使型 砂的抗拉强度大于0. 3MPa则需要提高粘结剂的加入量，显然，这是不利的。
技术实现思路
为了解决单一固化剂的磷酸盐粘结剂自硬砂存在着反应速度不易控制、固化强度 不高的问题，本专利技术提供一种，在不增 加磷酸盐粘结剂加入量的情况下，可使型砂的脱模时间易于控制，且型砂的抗拉强度有较 大的提高。本专利技术提供一种用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂。所述的复合固化剂以电熔镁砂粉为主要组成部分，再加入金属单质粉末或金属氧化物粉末，经搅拌、球磨制成；电熔 镁砂粉的加入量为复合固化剂质量的70% 90%，金属单质粉末或金属氧化物粉末的加 入量为复合固化剂质量的10% 30%。所述的电熔镁砂粉中氧化镁含量大于96% (重量)，粒度为1000目。所述的金属单质粉末为铁粉、铝粉、锌粉中的任意一种。所述的金属氧化物粉末为氧化铜粉、氧化铁粉、氧化锌粉中的任意一种。本专利技术还提供一种用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂的制备方法以电熔镁砂 粉作为主要组成部分，其加入量为复合固化剂质量的70% 90%，再加入的质量为复合固 化剂质量的10% 30%的金属单质粉末或金属氧化物粉末，经过初步搅拌后，将混合物倒 入球磨机的橡胶罐中，球磨1 4小时，即成复合固化剂。氧化镁作为磷酸盐铸造粘结剂固化，存在反应速度难控制、固化强度较低等弊端， 这些通过研究已经证明。磷酸盐铸造粘结剂自身的3_离子与氧化镁之间发生共价 性聚合反应从而使型砂固化。通过将一种金属单质或者金属氧化物与氧化镁做成复合固 化剂，引入了其他金属离子，由于不同种类的离子与2_离子的反应速度不同、生成物的 微观结构不同、结合键的键能也不同，可能会在固化过程中形成一个反应有先有后的过程， 使具有较慢反应速度的离子最先反应，经过一段时间后反应速度较快的离子才开始参加反 应，这样，开始时的缓慢反应可以使型砂具有较长的可使用时间；接下来反应速度提高了可 以使固化反应较快的完成，从而具有较高的固化强度。因此，复合固化剂不仅可以有效控制 反应速度，还可以提高固化强度。本专利技术的有益效果在磷酸盐粘结剂加入量相同的条件下，与单一固化剂相比，采 用复合固化剂的自硬砂脱模时间更加合适，脱模时间也控制在20 40分钟，砂型(芯) 的强度更高，24h抗拉强度0. 35 0. 75MPa，完全可以达到铸造生产的要求，也体现了复合 固化剂的优越性。因此，采用复合固化剂的磷酸盐粘结剂自硬砂具有脱模时间适中、砂型 (芯)强度高、型砂回用性好、使用过程中对环境无任何污染的优点，完全可以达到铸造生 产的要求。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而 本专利技术并不局限于以下实施例。本专利技术对其加入量进行限定，只是便于本专利技术的实施，并不 说明在本专利技术所限定的范围外不能实施。实施例1 以80质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入20质量份铁粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成复合 固化剂。实施例2:以90质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入10质量份铝粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成复合 固化剂。实施例3 以70质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入30质量份锌粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成复合 固化剂。实施例4 以80质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入20质量份氧化铜粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成 复合固化剂。实施例5 以70质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入30质量份氧化铁粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成 复合固化剂。实施例6 以80质量份氧化镁含量大于96% (重量)、1000目的电熔镁砂粉作为固化剂的主 体，再加入20质量份氧化锌粉，经过初步搅拌后，倒入球磨机的橡胶罐中，球磨2小时，制成 复合固化剂。对比例(按质量百分数计)在相同的条件下做了对比实验，将不同的固化剂与磷酸盐铸造粘结剂按照一定比 例混砂，制样后测脱模时间和24h抗拉强度，结果如表1所示表1不同固化剂的对比实验权利要求1.一种用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，其特征在于所述的复合固化剂以电熔 镁砂粉为主要组成部分，再加入金属单质粉末或金属氧化物粉末，经搅拌、球磨制成；电熔 镁砂粉的加入量为复合固化剂质量的70% 90%，金属单质粉末或金属氧化物粉末的加 入量为复合固化剂质量的10% 30%。2.如权利要求1所述的用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，其特征在于所述的电 熔镁砂粉中氧化镁含量大于96% (重量)，粒度为1000目。3.如权利要求1所述的用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，其特征在于所述的金 属单质粉末为铁粉、铝粉、锌粉中的任意一种。4.如权利要求1所述的用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，其特征在于所述的金 属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磷酸盐铸造粘结剂的复合固化剂，其特征在于：所述的复合固化剂以电熔镁砂粉为主要组成部分，再加入金属单质粉末或金属氧化物粉末，经搅拌、球磨制成；电熔镁砂粉的加入量为复合固化剂质量的７０％～９０％，金属单质粉末或金属氧化物粉末的加入量为复合固化剂质量的１０％～３０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张友寿，夏露，商宏飞，黄晋，李四年，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]