一种自硬型砂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及铸造技术领域，且公开了一种自硬型砂及其应用，将原砂、自硬粘结剂进行混合而得到；所述自硬粘结剂由纳米碳化硅复合磷酸盐粘结剂得到；其中，自硬粘结剂占原砂质量的10

【技术实现步骤摘要】
一种自硬型砂及其应用


[0001]本专利技术涉及铸造
，具体为一种自硬型砂及其应用。

技术介绍

[0002]我国作为铸造大国，每年的铸件产量都在提高，居世界铸件产量的榜首。汽车零部件行业中大量的汽车零部件均依赖于铸造加工成型。
[0003]在铸造行业中，造型材料又是决定铸件质量的基础，而造型材料的质量又取决于粘结剂的性能。
[0004]现有技术，申请号为 201610609535.8，公开了“一种型砂仪器铸造用的树脂砂，其包括以下重量份数的原料：基体砂料100份、呋喃树脂1~3份、固化剂0.2~1份、改性添加剂10~20份；所述的基体砂料为石英砂和电熔锆英砂，其质量份比为1~3:1；所述的改性添加剂为石膏粉、高岭土、海泡石、空心玻璃微珠、木质素纤维中的一种或几种。本专利技术制得的一种型砂仪器铸造用的树脂砂砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好、能源消耗少，可用于各种型砂仪器铸件的生产铸造，铸件的表面质量和尺寸精度高”，现有技术制备的型砂含有有机树脂，而有机树脂粘结剂在使用过程中，会释放大量苯、醛、硫等有毒气体，对操作人员人和环境都造成巨大毒害，况且，有机树脂粘结剂成本较高，在铸件质量控制方面也存在局限性。
[0005]基于此，我们提出了一种自硬型砂，希冀解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

[0006]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种自硬型砂。
[0007]（二）技术方案为实现上述的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自硬型砂，将原砂、自硬粘结剂进行混合而得到；所述自硬粘结剂由纳米碳化硅复合磷酸盐粘结剂得到；其中，自硬粘结剂占原砂质量的10
‑
12%。
[0008]作为进一步的技术方案，所述自硬粘结剂按重量份计包括以下成分制成：纳米碳化硅3
‑
5份、磷酸二氢铵12
‑
15份、磷酸6
‑
8份、氧化镁10
‑
14份、水50
‑
60份、辅助剂；其中，辅助剂占自硬粘结剂质量比为1.1
‑
1.8%。
[0009]作为进一步的技术方案，所述纳米碳化硅经过预处理：首先，配制硫酸溶液，将1
‑
3g的纳米碳化硅添加到55
‑
60mL的硫酸溶液中，调节温度至70
‑
75℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，干燥，得到酸处理纳米碳化硅；将0.3
‑
0.5g的正硅酸乙酯添加到45
‑
50mL的乙醇溶液中，搅拌均匀后，再将3
‑
5g酸处理纳米碳化硅，继续搅拌2小时，再经过旋转蒸发干燥，经过煅烧处理，即可。
[0010]作为进一步的技术方案：所述硫酸溶液质量分数为2.5%；所述乙醇溶液质量分数为40%；
所述煅烧处理温度为420
‑
435℃。
[0011]作为进一步的技术方案，所述辅助剂制备方法为：向反应釜中添加14.2g甲醇，然后再向甲醇中添加25g丁腈，在冰浴条件下，搅拌10min，再向反应釜内混合液中通入16.8g氯化氢，并以120r/min转速进行搅拌2小时，进行出料，得到反应料；将10
‑
15g反应料添加到55mL的水中，搅拌30min，然后再添加20
‑
25g的碳酸氢钠，搅拌反应40min，结束反应后，进行旋转蒸发干燥，得到所述辅助剂。
[0012]作为进一步的技术方案，所述氯化氢通入反应釜前需要经过干燥处理；干燥温度为65℃，干燥时间为2小时。
[0013]作为进一步的技术方案：所述冰浴条件下温度控制在8℃以下。
[0014]自硬型砂应用于汽车零部件铸造。
[0015]（三）有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种自硬型砂，具备以下有益效果：本专利技术具有优异的力学性能和良好的热稳定性，能够溃散完全，并且发气量低、无毒环保和成本相对低廉。本专利技术工艺通过对纳米碳化硅进行预处理，再引入后对型砂的表面质量会有相对较高的提升，同时，其对于型砂的强度同样具有明显的改善，未经过预处理的纳米碳化硅分散性会相对较差一些，而经过预处理后的纳米碳化硅能够均匀地分散在自硬粘结剂的分子空隙中，而自硬粘结剂本身有大量的活性基团，能够与经过预处理后的纳米碳化硅形成三维网状结构，并且覆盖在原砂粒表面，不仅能够提高型砂表面的平整性，同时，改善了型砂的强度，对于铸件质量具有明显的提升。
附图说明
[0016]图1为型砂试样在室温空气下随放置时间对抗拉强度影响。
[0017]图2为不同辅助剂质量比对于型砂试样抗拉强度影响。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
[0019]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]一种自硬型砂，将原砂、自硬粘结剂进行混合而得到，可以在混砂机中进行混合；所述自硬粘结剂由纳米碳化硅复合磷酸盐粘结剂得到；其中，自硬粘结剂占原砂质量的10
‑
12%，优选10.5
‑
11.5%，更优选11.2%。
[0021]型砂的发气量对于铸件加工的质量具有非常大的影响，型砂的发气量越大，会导致铸件产生的气孔等缺陷不断增加，从而使得铸件质量不断变差，促使废品率升高，本专利技术制备的自硬型砂的发气量平均在7.2mL/g，发气量相对较小，能够有效的降低废品率，保障
铸件质量。
[0022]所述自硬粘结剂按重量份计包括以下成分制成：纳米碳化硅3
‑
5份、磷酸二氢铵12
‑
15份、磷酸6
‑
8份、氧化镁10
‑
14份、水50
‑
60份、辅助剂；其中，辅助剂占自硬粘结剂质量比为1.1
‑
1.8%。
[0023]所述纳米碳化硅经过预处理：首先，配制硫酸溶液，将1
‑
3g的纳米碳化硅添加到55
‑
60mL的硫酸溶液中，调节温度至70
‑
75℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，干燥，得到酸处理纳米碳化硅；将0.3
‑
0.5g的正硅酸乙酯添加到45
‑
50mL的乙醇溶液中，搅拌均匀后，再将3
‑
5g酸处理纳米碳化硅，继续搅拌2小时，再经过旋转蒸发干燥，经过煅烧处理，即可。
[0024]经过预处理后的纳米碳化硅，引入后对型砂的表面质量会有相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自硬型砂，其特征在于，将原砂、自硬粘结剂进行混合而得到；所述自硬粘结剂由纳米碳化硅复合磷酸盐粘结剂得到；其中，自硬粘结剂占原砂质量的10
‑
12%。2.根据权利要求1所述的一种自硬型砂，其特征在于，所述自硬粘结剂按重量份计包括以下成分制成：纳米碳化硅3
‑
5份、磷酸二氢铵12
‑
15份、磷酸6
‑
8份、氧化镁10
‑
14份、水50
‑
60份、辅助剂；其中，辅助剂占自硬粘结剂质量比为1.1
‑
1.8%。3.根据权利要求2所述的一种自硬型砂，其特征在于，所述纳米碳化硅经过预处理：首先，配制硫酸溶液，将1
‑
3g的纳米碳化硅添加到55
‑
60mL的硫酸溶液中，调节温度至70
‑
75℃，保温搅拌40min，然后进行过滤，干燥，得到酸处理纳米碳化硅；将0.3
‑
0.5g的正硅酸乙酯添加到45
‑
50mL的乙醇溶液中，搅拌均匀后，再将3
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：李孙德，张益艳，
申请(专利权)人：马鞍山市三川机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：