【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种含有稀土氧化物的型砂辅料及其制备方法和型砂，属于铸造造型材料。
技术介绍
1、我国铸件产量约占世界铸件产量的50%以上，球墨铸铁产量基本呈逐年增加趋势，目前占铸件产量的30%，其中大部分中小件采用湿型黏土砂铸造。目前广泛使用煤粉黏土砂铸造，向型砂中加入煤粉可以防止铸件机械粘砂，使铸件表面光滑美观。
2、但煤粉会严重恶化劳动条件和环境卫生，在浇注时还会发出难闻的气味，冒出大量浓烟，其烟气中含有大量二噁英等有害气体，对人体的危害很大。煤粉黏土砂新砂、膨润土和煤粉的加入量大，旧砂回用率低，废砂排放量大。
3、采用湿型黏土砂铸造的球铁件也常常会出现片状石墨表面层。因球铁的力学性能主要取决于石墨形状，所以球铁件表面层出现片墨组织缺陷会导致力学性能变坏。
4、因此需一种既环保又能消除球墨铸铁件表面层片状石墨的铸造材料。
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术提供了一种含有稀土氧化物的型砂辅料及其制备方法和型砂，不添加煤粉，无需添加新砂，铸造过程不会产生有毒和有污染的气体，确保型砂性能优良的同时减少废砂排放，提高旧砂的回用率；生产球墨铸铁件时，铸件表面不产生片状石墨层，铸件性能提高。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种含有稀土氧化物的型砂辅料，由以下组分制备而成：钠基膨润土50-90份、α–淀粉2-15份、谷壳粉5-15份、稀土氧化物粉1-5份、醋酸钾1-5份和硅酸乙酯1-10份。
4、α–淀粉既可
5、谷壳粉富含纤维素、木质素、二氧化硅，具有良好的韧性、多孔性，可以提高型砂的热湿拉强度，谷壳粉燃烧后产生还原性气体，可以防止铸件粘砂；谷壳粉具有良好的保水和孔隙性，过滤吸附浇注时产生的烟尘；还可以缓冲硅砂受热膨胀，大大提高型砂的抗夹砂能力。
6、硅酸乙酯和膨润土进行复合，可以提高膨润土的膨胀性，从而减少型砂中膨润土的加入量；硅酸乙酯优化还可以优化淀粉的性能，提高型砂的稳定性；硅酸乙酯附于谷壳粉上，不但能够提高谷壳粉与其他造型材料的粘结能力，也可以提高型砂的流动性；硅酸乙酯在型砂中能吸附细小微粉，减少车间粉尘。
7、稀土氧化物可以在膨润土表面或层间引入了一定数量的稀土氧化物，一方面，可以削弱膨润土中蒙脱石的层间键能，层间距增大，结构变得疏松，有利于膨润土的分散性，提高其粘结能力；另一方面，还有助于膨润土与淀粉进行复合，提高膨润土和淀粉的稳定性，减少死黏土的产生和淀粉的烧损；另外，稀土氧化物可以大大减少有机物燃烧产生的co量。
8、优选地，该辅料由以下组分制备而成：钠基膨润土60-80份、α–淀粉5-12份、谷壳粉7-12份、稀土氧化物粉2-4份、醋酸钾2-4份和硅酸乙酯4-8份。
9、优选地，所述稀土氧化物粉质量的95wt%以上通过200目筛孔所述稀土氧化物粉为la2o3和/或ceo2，相较于其他的稀土氧化物，la2o3与ceo2的混合稀土氧化物市售价格更低而效果显著，可以降低生产成本，实现降本增效。
10、优选地，所述稀土氧化物粉为la2o3和ceo2，所述la2o3和ceo2的重量比为1:0.2-5。
11、优选地，所述钠基膨润土质量的95wt%以上通过200目筛孔，胶质价大于99ml/15g；较高的胶质价使得钠基膨润土吸附水分形成胶体溶液时钠基膨润土的胶体颗粒浓度更高且粒径更大，使型砂具有更强的黏结性。
12、优选地，所述醋酸钾质量的95wt%以上通过100目筛孔，醋酸钾的纯度大于95%。
13、优选地，所述α–淀粉质量的95wt%以上通过140目筛孔，糊化度大于96%；更高的糊化度可以显著降低型砂对水分的敏感性，降低型砂的含水量，增加型砂的牢固度。
14、优选地，所述谷壳粉质量的95wt%以上通过140目筛孔，谷壳粉中有机物大于80wt%。
15、优选地，所述硅酸乙酯的纯度大于99%，硅酸乙酯可以为硅酸乙酯28、硅酸乙酯32或硅酸乙酯40中的一种或多种。
16、根据本申请的另一个方面，提供了一种含有稀土氧化物的型砂辅料的制备方法，包括如下步骤：
17、（1）将谷壳粉破碎研磨，通过140目筛；
18、（2）将钠基膨润土、醋酸钾粉先混和后，再加入活α–淀粉、谷壳粉、稀土氧化物粉混合，搅拌均匀，喷入硅酸乙酯混制，得到配方物料；
19、（3）将步骤（2）获得的将混制物料烘干后再磨成粉状，通过140目筛后即得含有稀土氧化物的型砂辅料。
20、根据本申请的又一个方面，提供了一种含有稀土氧化物的型砂，包括主料和辅料，按重量百分比计，所述主料包括：5-7%膨润土，2.6-3.8%水，其余为硅砂；
21、所述辅料的添加量占主料的0.5-1.5wt%，所述辅料为上述任一含有稀土氧化物的型砂辅料或任一所述的制备方法制备所得的含有稀土氧化物的型砂辅料。
22、本申请的有益效果包括但不限于：
23、1．根据本申请所提供的含有稀土氧化物的型砂辅料，通过加入钠基膨润土、α–淀粉、谷壳粉、稀土氧化物粉、醋酸钾、硅酸乙酯，无需添加煤粉，便可以使型砂具有较高的强度和韧性，且铸造过程不会产生有毒和有污染的为气体；铸造后无需添加新砂，直接将该辅料添加到旧砂中便可进行下一批铸造，确保型砂性能优良的同时减少废砂排放，提高旧砂的回用率，使砂资源得到充分利用，显著降低生产成本。
24、2．根据本申请所提供的含有稀土氧化物的型砂辅料，在组分中加入谷壳粉，谷壳经高温铁水加热，形成的灰分中含有多孔隙的无定形硅，可以减缓球铁件表层的孕育衰退。
25、3．根据本申请所提供的含有稀土氧化物的型砂辅料，通过加入醋酸钾，可以使醋酸钾与金属液表面层及辅料中的硫反应，防止硫与铁水中的镁反应，有利于减少或消除球铁件表面片状石墨层。
26、4．根据本申请所提供的含有稀土氧化物的型砂辅料，稀土氧化物粉主要成分为ceo2和la2o3，二者都可与铁水中的硫形成硫氧化物，降低铁水表层的硫含量，防止硫与铁水中的镁反应，进而防止球状衰退的发生，减少或避免了球铁件表层出现片状石墨层。
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1.一种含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，由以下组分制备而成：钠基膨润土50-90份、α–淀粉2-15份、谷壳粉5-15份、稀土氧化物粉1-5份、醋酸钾1-5份和硅酸乙酯1-10份。
2.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，由以下组分制备而成：钠基膨润土60-80份、α–淀粉5-12份、谷壳粉7-12份、稀土氧化物粉2-4份、醋酸钾2-4份和硅酸乙酯4-8份。
3.根据权利要求2所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，所述稀土氧化物粉为La2O3和/或CeO2。
4.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，所述稀土氧化物粉为La2O3和CeO2，所述La2O3和CeO2的重量比为1:0.2-5。
5.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，95wt%的醋酸钾的纯度大于95%。
6.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，所述α–淀粉小于140目，糊化度大于96%。
7.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任一所述的一种含有稀土氧化物的型砂辅料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种含有稀土氧化物的型砂辅料的制备方法，其特征在于，筛网的目数不小于140。
10.一种含有稀土氧化物的型砂，其特征在于，包括主料和辅料，按重量百分比计，所述主料包括：5-7%膨润土，2.6-3.8%水，其余为硅砂；
...【技术特征摘要】
1.一种含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，由以下组分制备而成：钠基膨润土50-90份、α–淀粉2-15份、谷壳粉5-15份、稀土氧化物粉1-5份、醋酸钾1-5份和硅酸乙酯1-10份。
2.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，由以下组分制备而成：钠基膨润土60-80份、α–淀粉5-12份、谷壳粉7-12份、稀土氧化物粉2-4份、醋酸钾2-4份和硅酸乙酯4-8份。
3.根据权利要求2所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，所述稀土氧化物粉为la2o3和/或ceo2。
4.根据权利要求1所述的含有稀土氧化物的型砂辅料，其特征在于，所述稀土氧化物粉为la2o3和ceo2，所述la2o3和ceo2的重量比为1:0.2-5。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠魁，李庆松，衣冠玉，李希石，孙清洲，闫吉勇，裘敬国，王义东，盛龙海，
申请(专利权)人：山东旭光得瑞高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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