温芯盒制芯工艺制造技术

本发明专利技术属于铸造工艺技术领域，具体涉及铸件造型用砂芯的温芯盒制芯工艺，提供水玻璃砂的温芯盒制芯工艺，使所制砂芯强度和溃散性好，具有首先的芯砂混砂过程和其次的向芯盒射砂制芯的过程，芯砂混砂过程为：将设定数量的石英砂放入混砂机内，加入石英砂重量0.5

【技术实现步骤摘要】
温芯盒制芯工艺


[0001]本专利技术属于铸造工艺
，具体涉及一种针对铸件造型所用砂芯的温芯盒制芯工艺。

技术介绍

[0002]铸件造型时常需要先行制作各种砂芯，简称制芯，热芯技术是一种高效制芯工艺，过程是，射芯机以0.5
‑
0.6MPA的压缩空气将干态覆膜砂射入加热至200
‑
240度的芯盒内，经过数十秒的加热固化，从热芯盒中取出足够强度的砂芯；热法制芯的弊端是能耗高，常因温度高使得砂芯表面发黑发酥，或因温度低固化时间不够，硬化不足而导致强度低产生各种铸造缺陷，另外由于覆膜砂使用树脂粘结剂的原因，制芯工人需要在高温、刺激性气味的环境下生产；
[0003]另一种制芯工艺是采用无毒无味的水玻璃作为粘结剂的制芯工艺，水玻璃砂相比树脂砂虽然具有能耗低、生产效率高、对生产环境的改善和成品率高的明显的优点；但由于高温状态下，水玻璃熔融物和砂粒之间会形成坚固的陶质联接键，冷却后形成烧结板块，难以从铸件上清除下来，所以又存在明显缺点就是溃散性差，铸件清砂困难，其它的缺点还有旧砂回用性差、芯砂吸湿性强和芯砂中水玻璃会因老化影响芯砂性能。
[0004]在熊星之所著的《改善CO2水玻璃砂溃散性的技术及材料》的一文中声明通过一种有机和无机的组合物质能够提高水玻璃砂的溃散性，但没有说明是何种有机物和无机物的组合，另外，结合现有公开的能够提高水玻璃砂溃散性文献，铸造企业多进行的是试验性的应用，水玻璃砂一直没有形成广泛使用的态势，主要原因还是在于没有比较好的解决溃散性和粘接强度相互矛盾的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种使用水玻璃砂情况下的温芯盒制芯工艺，使所制砂芯强度满足使用要求的同时，铸件成型后砂芯溃散性好，铸件清理容易。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种温芯盒制芯工艺，具有首先的芯砂混砂过程和其次的向芯盒射砂制芯的过程，所述的芯砂混砂过程为：
[0008]将设定数量的石英砂放入混砂机内，加入石英砂重量0.5
‑
1.5％的模数为6
‑
6.5的钠水玻璃，混砂至少2分钟后，加入石英砂重量0.5
‑
1.5％的改性剂，所述改性剂由A组改性剂和B组改性剂组成，所述A组改性剂由Al2O3、ZrO2和Si3N4组成，所述B组改性剂由纳米硅粉、煤渣和矿渣组成，添加改性剂后继续混砂至少5分钟；
[0009]所述的向芯盒射砂制芯的过程为：
[0010]将混制好的芯砂放入射芯机射砂筒内，芯盒温度加热到120
‑
140度进行射砂，射砂压力为0.5
‑
0.6MPA，射砂时间3
‑
4秒，制成砂样，硬化时间为30
‑
40秒脱模，取出砂芯。
[0011]具体的，所述改性剂中A组改性剂和B组改性剂的重量占比分别为35
‑
45％和65
‑
55％。
[0012]进一步的，所述改性剂中A组改性剂和B组改性剂的重量占比分别为40％和60％。
[0013]再具体的，所述A组改性剂中Al2O3、ZrO2和Si3N4的重量占比分别为45
‑
55％、25
‑
35％和15
‑
25％。
[0014]进一步的，所述A组改性剂中Al2O3、ZrO2和Si3N4的重量占比分别为50％、30％和20％。
[0015]具体的，所述B组改性剂中纳米硅粉、煤渣和矿渣的重量占比分别为35
‑
45％、35
‑
45％和15
‑
25％。
[0016]进一步的，所述B组改性剂中纳米硅粉、煤渣和矿渣的重量占比分别为40％、40％和20％。
[0017]本专利技术的工艺机理是：使用重量大致相等的6
‑
6.5高模数水玻璃与改性剂制作水玻璃砂，与现有提出的水玻璃砂铸造技术相比相当于大幅减少水玻璃的用量，所投粘接剂占一半重量的改性剂只提高粘接强度和抗吸湿性、但不影响高温以后的溃散性，各改性剂与水玻璃结合的情况是：
[0018]1、水玻璃中引入铝离子联成铝硅氧负离子团使其粘度增加、表面张力增大，提高水玻璃的抗吸湿性；
[0019]2、水玻璃中引入锆离子后由于锆离子电价高、半径小、作用力大，会形成巨大的负离子团使其粘度增加，也提高了水玻璃的抗吸湿性；
[0020]3、纳米氮化硅有助于提高水玻璃的粘接强度，纳米氮化硅具有良好的Na
+
屏蔽性能，微波条件下，在800℃以上生长的20nm的Si3N4膜能有效屏蔽Na
+
侵入，对里层的Na
+
则有很好的吸收作用；低于800℃时，生长的Si3N4膜，掩蔽能力强及密封性好，对外显示疏水性能好，能够阻止水汽的渗透；氮化硅介电常数大，导热性好，可以经受热冲击，变形量小，添加以后没有影响到水玻璃砂的溃散性；
[0021]4、纳米硅粉、煤渣和矿渣，水玻璃中含有大量的水份，煤渣中可溶性的SiO2、Al2O3等活性组分在有水存在时，可以与Ca(OH)2发生水化反应，生成胶凝性好、强度高和抗湿性强的水化硅酸钙(C
‑
S
‑
H)和水化硅酸铝(A
‑
S
‑
H)等胶粘材料，二者的生成能大幅提高水玻璃的强度，矿渣中CaO含量高达40％用于补充煤渣中CaO含量不高于10％的不足，保证了反应所需的CaO，纳米硅粉的加入能够补充活性高的SiO
2，
有利于加速水化反应的进行；
[0022]5、上述无机物改性剂粉末由于线膨胀系数小，在砂粒表面和粘结桥上起到割裂作用形成裂纹，有机物充分挥发，导致砂粒间粘结桥上形成大量的气孔，导致砂型的残留强度大幅降，提高了砂芯冷却后的溃散性。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]一、本专利技术通过添加两组六种的改性剂与高模数水玻璃一起形成具有足够粘结强度的芯砂，实际砂芯最终的溃散性能够满足铸件表面清砂的要求；
[0025]二、能耗低，采用温芯盒制芯，加热温度120
‑
140度，远低于热芯盒制作砂芯时的200
‑
240度加热温度，能耗下降30％以上，小型砂芯节约能耗30％，大型砂芯节约能耗50％；
[0026]三、生产效率高，砂芯固化时间降低30
‑
40％；
[0027]四、对生产环境的改善，制芯过程中无刺激性气体，大大改善了操作工的工作环境及大气环境；
[0028]五、成品率的提高，采用使用无机物添加剂的温芯盒砂芯，发气量下降50％，成品率上升2％。
具体实施方式
[0029]以制作一种小型砂芯为第一实施例，小型砂芯在溃散性方面较大型砂芯要求稍高些，在水玻璃粘接强度方面要求稍低些：
[0030]芯砂混砂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温芯盒制芯工艺，具有首先的芯砂混砂过程和其次的向芯盒射砂制芯的过程，其特征是：所述的芯砂混砂过程为：将设定数量的石英砂放入混砂机内，加入石英砂重量0.5
‑
1.5％的模数为6
‑
6.5的钠水玻璃，混砂至少2分钟后，加入石英砂重量0.5
‑
1.5％的改性剂，所述改性剂由A组改性剂和B组改性剂组成，所述A组改性剂由Al2O3、ZrO2和Si3N4组成，所述B组改性剂由纳米硅粉、煤渣和矿渣组成，添加改性剂后继续混砂至少5分钟；所述的向芯盒射砂制芯的过程为：将混制好的芯砂放入射芯机射砂筒内，芯盒温度加热到120
‑
140度进行射砂，射砂压力为0.5
‑
0.6MPA，射砂时间3
‑
4秒，制成砂样，硬化时间为30
‑
40秒脱模，取出砂芯。2.根据权利要求1所述的温芯盒制芯工艺，其特征是：所述改性剂中A组改性剂和B组改性剂的重量占比分别为35

【专利技术属性】
技术研发人员：王珣，倪霖，
申请(专利权)人：江苏武蕾机械有限公司，
类型：发明
国别省市：