铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法技术

本发明专利技术提供了一种铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法。铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法，包括下列步骤：将待硬化的铸造用水玻璃砂的制品放入密封箱后，进行第一次抽真空至3～20Kpa，然后通入吹气用CO2直至压力达到20～60Kpa，保压5～120秒；之后向所述密封箱通入空气直至恢复常压，再第二次抽真空至压力达到2～19Kpa，保压1～120秒；然后通入空气直至恢复常压，推出所述制品。本发明专利技术能够去除制品内残留的CO2，避免过吹引起的力学性能降低。

Blowing CO2 Hardening of Water Glass Sand for Foundry

The invention provides a method for blowing CO2 hardening of water glass sand for casting. The method of blowing CO2 hardening of cast water glass sand includes the following steps: after putting the products of cast water glass sand to be hardened into the sealed box, the first vacuum is pumped to 3-20 Kpa, then the CO2 is injected into the blowing tank until the pressure reaches 20-60 Kpa, and the holding pressure is 5-120 seconds; then the air is injected into the sealed box until the normal pressure is restored, and the second vacuum is pumped to 2-19 Kpa. Pressure is maintained for 1 to 120 seconds, then air is introduced until atmospheric pressure is restored and the product is released. The invention can remove the residual CO2 in the product and avoid the mechanical property reduction caused by over blowing.

【技术实现步骤摘要】
铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法
本专利技术涉及化工领域，尤其是涉及铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法。
技术介绍
目前铸造生产中，广泛应用树脂砂制型、芯技术。人工合成树脂生产工艺复杂，成本高，而且用人工合成树脂在制芯及浇注时会释放大量有毒、有味气体，污染环境，危害工人身体健康。而现有的无机黏结剂制型、芯，主要是铸造用水玻璃砂吹CO2硬化制型、芯工艺、“VRH”法制型工艺。“VRH”法是1982年日本小林一典专利技术的，其过程可简述为：用水玻璃砂填充模样，形成铸型，然后将铸型放入真空室内，抽真空达到一定的真空度后，通入CO2气体，保持一定时间后解除真空，铸型由于水玻璃脱水和水玻璃与CO2反应双重作用而硬化。“VRH”法存在下述问题：先抽真空，后进行CO2置换，型芯砂粒间隙中20-60％空间充满CO2气体，起模后这些CO2残存在型内与水玻璃继续反应，发生过吹缺陷，使型、芯力学性能降低。生产应用中不得不增加水玻璃加入量，使型芯溃散性变差。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法，该硬化方法能够去除制品内残留的CO2，避免过吹引起的力学性能降低。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法，包括下列步骤：将待硬化的铸造用水玻璃砂的制品放入密封箱后，进行第一次抽真空至3～20Kpa，然后通入吹气用CO2直至压力达到20～60Kpa，保压5～120秒；之后向所述密封箱通入空气直至恢复常压，再第二次抽真空至压力达到2～19Kpa，保压1～120秒；然后通入空气直至恢复常压，推出所述制品。本专利技术通过两次抽真空、两次保压既实现了CO2硬化制品的目的，又实现了去除残留的二氧化碳的目的，避免增加水玻璃弥补过吹的不利缺陷。在本专利技术中，两次抽真空的压力以及两次保压的时间以及二氧化碳吹入后的压力均为硬化的关键参数，直接影响制品的力学性能。本专利技术第二次抽真空后保压可达到将密封箱中二氧化碳降低至10％(相对于吹入总量)以下，甚至0.1％以下。在本专利技术中，第二次抽真空后的压力和保压时间很关键，目的是尽可能抽出砂型、芯砂粒间隙中剩余的CO2气体，避免CO2与水玻璃继续反应，出现“过吹”问题。在将制品放入密封箱之前其制备过程比较简单，为将原砂、铸造用水玻璃和增强剂利用混砂机混制成砂混合物，然后将砂混合物通过机械或人工方法填入模具，人工或机械振实。在此基础上，上述硬化方法的条件还可进一步改进，具体如下。优选地，所述通入吹气用CO2后的保压时间为5～100秒，优选10～100秒，优选10～20秒。优选地，所述通入吹气用CO2直至压力达到20～40Kpa，优选20～30Kpa。优选地，所述第二次抽真空至压力达到2～4Kpa，优选3～4Kpa。优选地，所述第二次抽真空后的保压时间为1～20秒，优选10～20秒。优选地，所述第一次抽真空至压力达到5～20Kpa，优选5～10Kpa。优选地，所述水玻璃砂主要由以下质量百分比的原料组成：铸造用水玻璃1.2～5％、增强剂0.01～2.5％和余量为原砂。优选地，所述水玻璃砂主要由以下质量百分比的原料组成：铸造用水玻璃1.8～3.0％、增强剂0.01～1.5％、余量为原砂。优选地，所述水玻璃砂主要由以下质量百分比的原料组成：铸造用水玻璃1.5～4.5％、增强剂0.1～1.0％和余量为原砂。优选地，所述水玻璃砂主要由以下质量百分比的原料组成：铸造用水玻璃1.8～2.5％、增强剂0.15～0.5％和余量为原砂。在混合制备水玻璃砂时，原砂的加入温度优选为5～38℃，更优选12～38℃。优选地，所述原砂为铸造用硅砂、宝珠砂、镁橄榄石砂、锆砂和铬铁矿砂中的一种或多种。优选地，所述铸造用水玻璃为吹CO2法用水玻璃、酯硬化法用水玻璃和VRH法用水玻璃中的一种或多种。优选地，所述铸造用水玻璃模数为1.5～3.5，优选1.8～2.4。优选地，所述增强剂为硅灰、锆质气相氧化硅、沉淀法白炭黑、热解法白炭黑和粉煤灰中的一种或多种。优选地，所述增强剂为非结晶氧化硅。优选地，所述吹气用CO2中CO2含量为50wt％以上，甚至可达到99.9999wt％。综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：(1)通过增加一次抽真空并优化保压时间减少了二氧化碳的残留，从而减少为弥补过吹曲线增加的水玻璃量；本专利技术与“VRH”硬化法比，水玻璃加入量减少30％以上；(2)砂芯、砂型溃散性好，铸件易除砂，旧砂可再生回用；(3)硬化过程中发气量低，与树脂制芯相比，本专利技术方法发气量减少90％以上，制型、芯过程无毒且无刺激性气味，可改善劳动条件，有利于环境保护。具体实施方式下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本专利技术实施例中，密封箱为￠240mm×240mm，密封圆筒，瓶装CO2通过YQTCO2减压阀，LZT浮子流量计向密封箱提供CO2气体，真空泵选用2XZ4型旋片式真空泵，混砂机选用SHY叶片式芯砂混砂机，制芯砂混合物通过人工方法填入模具进行紧实。实施例1密封箱为￠240mm×240mm,密封圆筒，真空泵选用2XZ4型旋片式真空泵，制芯砂混合物通过人工方法填入标准“8”型模具进行紧实。制芯混合料配比：大林水洗砂1000g，ZS-2.5模数为2.4铸造用水玻璃25g、硅灰3g，加入SHY叶片式芯砂混砂机混匀，将制芯砂混合物填入标准“8”型试样，人力紧实，刮平，每批打10只试样，放入密封圆筒；开动真空泵，密封圆筒内压力达到5Kpa时，关闭真空泵，打开CO2气阀，将CO2气体通入密封圆筒内，密封圆筒内压力达到30Kpa时，关闭CO2气阀，保持20s，打开空气阀，使空气迅速进入密封圆筒，密封圆筒恢复常压，关闭空气阀；再次开动真空泵，密封圆筒内压力达到3Kpa时，关闭真空泵，保持20s，打开空气阀，使密封圆筒恢复常压，打开密封圆筒盖，取出标准“8”型试样，开模取芯。用液压试验机检测“8”型试样抗拉强度，60s内测即时强度，取5只试样的平均值；室内放置24h后，测试样的24h强度。经检测，即时抗拉强度:0.16Mpa、0.13Mpa、0.14Mpa、0.15Mpa、0.17Mpa。平均值为0.15Mpa；24h后的抗拉强度：1.1Mpa、1.4Mpa、1.25Mpa、1.3Mpa、1.2Mpa。平均值为抗拉强度1.25Mpa。实施例2密封箱为￠240mm×240mm,密封圆筒，真空泵选用2XZ4型旋片式真空泵，制芯砂混合物通过人工方法填入标准“8”型模具进行紧实。制芯混合料配比：标准砂1000g，ZS-2.5铸造用水玻璃25g、锆质氧化硅2g，用SHY叶片式芯砂混砂机混匀，将制芯砂混合物填入标准“8”型试样，人力紧实，刮平，每批打10只试样，放入密封圆筒；开动真空泵，密封圆筒内压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法，其特征在于，包括下列步骤：将待硬化的铸造用水玻璃砂的制品放入密封箱后，进行第一次抽真空至3～20Kpa，然后通入吹气用CO2直至压力达到20～60Kpa，保压5～120秒；之后向所述密封箱通入空气直至恢复常压，再第二次抽真空至压力达到2～19Kpa，保压1～120秒；然后通入空气直至恢复常压，推出所述制品。

【技术特征摘要】
1.铸造用水玻璃砂的吹CO2硬化方法，其特征在于，包括下列步骤：将待硬化的铸造用水玻璃砂的制品放入密封箱后，进行第一次抽真空至3～20Kpa，然后通入吹气用CO2直至压力达到20～60Kpa，保压5～120秒；之后向所述密封箱通入空气直至恢复常压，再第二次抽真空至压力达到2～19Kpa，保压1～120秒；然后通入空气直至恢复常压，推出所述制品。2.根据权利要求1所述的吹CO2硬化方法，其特征在于，所述通入吹气用CO2后的保压时间为5～100秒，优选10～100秒，优选10～20秒。3.根据权利要求1所述的吹CO2硬化方法，其特征在于，所述通入吹气用CO2直至压力达到20～40Kpa，优选20～30Kpa。4.根据权利要求1所述的吹CO2硬化方法，其特征在于，所述第二次抽真空至压力达到2～4Kpa，优选3～4Kpa。5.根据权利要求1所述的吹CO2硬化方法，其特征在于，所述第二次抽真空后的保压时间为1～20秒，优选10～20秒。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏甲，殷行，金广明，
申请(专利权)人：沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21