鑄造用固化劑及其應用制造技術

本發明專利技術屬于鑄造技術領域，特別涉一種鑄造用固化劑及其應用。所述鑄造用固化劑按質量百分比計算由以下組分組成，具體為硅灰10％～40％、白炭黑10％～30％、金屬堿5％～15％、磷酸鹽2％～8％、堿性硅溶膠3％～17％、懸浮劑3％～7％、有機硅改性樹脂3％～7％以及蒸餾水10％～30％；所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用；所述固化劑為一種強堿性的灰色至灰白色薄懸浮液，所述固化劑的pH值為12～14。本發明專利技術克服了現有技術存在的不足，成功地發明專利技術了鑄造用固化劑，所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用。本發明專利技術固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型具有常溫強度高、耐高溫性能優異、優良的潰散性能且本發明專利技術固化劑在生產和使用過程中VOCs排放量接近于零，無有毒有害氣體產生，綠色環保。

【技術實現步驟摘要】
鑄造用固化劑及其應用
本專利技術涉及鑄造輔助材料領域，具體涉及一種鑄造用固化劑及其制備方法。
技術介紹
目前熱芯盒砂型鑄造行業普遍使用的粘結劑包括有機合成樹脂和無機粘結劑兩大類。有機合成樹脂粘結劑以熱硬化呋喃樹脂和覆膜砂用酚醛樹脂為主，無機粘結劑以采用加熱成形的水玻璃粘結劑為主。有機合成樹脂粘結劑雖然具有優異的使用性能，但其存在成本高昂、樹脂砂在使用過程中污染環境、危害人員健康以及有機合成樹脂生產企業產生的大量廢水、廢渣污染環境等問題。熱芯盒砂型鑄造領域目前使用的水玻璃粘結劑普遍采用熱空氣加熱、熱二氧化碳氣體加熱，或者二者結合應用的模式加熱成形，這種成形模式雖然不會產生有毒有害氣體污染環境和人體健康，但生產的砂型(芯)強度較低，無法滿足大型鑄件及薄壁類鑄件的生產。另一方面，這種傳統模式生產的砂型(芯)潰散性較差，導致鑄件后期清砂困難，影響鑄件質量。為了實現高效、節能、環保的“綠色鑄造”理念，非常有必要合成一種綠色環保的固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用。
技術實現思路
本專利技術有效地克服了現有技術存在的不足，通過技術創新，成功地專利技術了鑄造用固化劑，所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用。本專利技術固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型(芯)具有常溫強度高、耐高溫性能優異、優良的潰散性能且本專利技術固化劑在生產和使用過程中VOCs排放量接近于零，無有毒有害氣體產生、無固體廢物排出，綠色環保。為解決上述存在的不足，本專利技術采用的技術方案為：一種鑄造用固化劑，所述鑄造用固化劑按質量百分比計算由以下組分組成，具體為硅灰10％～40％、白炭黑10％～30％、金屬堿5％～15％、磷酸鹽2％～8％、堿性硅溶膠3％～17％、懸浮劑3％～7％、有機硅改性樹脂、3％～7％以及蒸餾水10％～30％。進一步的，所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用。進一步的，所述固化劑為一種強堿性的灰色至灰白色薄懸浮液，所述固化劑的pH值為12～14。進一步的，所述金屬堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種。進一步的，所述磷酸鹽為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鋁中的至少一種。進一步的，所述懸浮劑為鈉基膨潤土、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉中的至少一種。一種用于制備如上任一項所述的鑄造用固化劑的方法，包括如下步驟：①將金屬堿和蒸餾水抽入離心分散釜中，啟動攪拌，攪拌45～60min；②將硅灰、白炭黑以及磷酸鹽抽入離心分散釜中，攪拌30～60min；③將堿性硅溶膠和有機硅樹脂抽入離心分散釜中，攪拌60～90min；④將懸浮劑抽入離心分散釜中，繼續攪拌60～90min。一種鑄造用砂型(芯)，所述鑄造用砂型(芯)由如上任一項所述的鑄造用固化劑制備而成。一種用于制備如上所述的鑄造用砂型(芯)的方法，包括以下步驟：S1：將所述鑄造用固化劑攪拌均勻，并按比例與鑄造用原砂材料攪拌均勻，再向混合料中按比例加入水玻璃無機粘結劑，攪拌均勻；S2：將S1的混合料注入金屬模具中，加熱金屬模具至140～220℃，保溫45～120min后，脫模處理。進一步的，所述S2中的加熱溫度及保溫時間由砂型(芯)的大小決定。本專利技術方法與現有技術相比具有以下有益效果：(1)本專利技術鑄造用固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型(芯)常溫抗拉強度達到1.8MPa以上，與熱硬化呋喃樹脂和覆膜砂用酚醛樹脂水平相當，遠高于采用熱空氣或熱二氧化碳氣體加熱成形的砂型(芯)強度；(2)本專利技術鑄造用固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型(芯)1000℃高溫抗拉強度達到1.2MPa以上，遠高于熱硬化呋喃樹脂0.6MPa的高溫抗拉強度水平，耐高溫性能優異；(3)本專利技術鑄造用固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型(芯)1000℃高溫殘留抗拉強度達到0.4MPa以下，與熱硬化呋喃樹脂水平相當，遠低于傳統熱芯盒砂型鑄造用水玻璃粘結劑0.8MPa的1000℃高溫殘留抗拉強度水，潰散性能優異；(4)本專利技術鑄造用固化劑與水玻璃無機粘結劑配合生產的砂型(芯)發氣量低于10g/ml，發氣量低，鑄件質量優；(5)本專利技術鑄造用固化劑在生產和使用過程中VOCs排放量接近于零，無有毒有害氣體產生，綠色環保。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將參照相關實施例對本專利技術進行更全面的描述。實施例中給出了本專利技術的較佳實施方式。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本專利技術的公開內容理解的更加透徹全面。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本專利技術。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。為解決上述存在的不足，本專利技術采用的技術方案為：一種鑄造用固化劑，所述固化劑按質量百分比計算由以下組分組成，具體為硅灰10％～40％、白炭黑10％～30％、金屬堿5％～15％、磷酸鹽2％～8％、堿性硅溶膠3％～17％、懸浮劑3％～7％、有機硅改性樹脂3％～7％以及蒸餾水10％～30％。所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用，所述固化劑為一種強堿性的灰色至灰白色薄懸浮液，所述固化劑的pH值為12～14。進一步的，所述金屬堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種，所述磷酸鹽為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鋁中的至少一種，所述懸浮劑為鈉基膨潤土、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉中的至少一種。一種用于制備如上任一項所述的鑄造用固化劑的方法，包括如下步驟：①將金屬堿和蒸餾水一起用真空泵抽入離心分散釜中，啟動攪拌并計時，計時攪拌45～60min；②將硅灰、白炭黑以及磷酸鹽用真空泵抽入離心分散釜中，計時攪拌30～60min；③將堿性硅溶膠和有機硅樹脂用真空泵抽入離心分散釜中，計時攪拌60～90min；④將懸浮劑用真空泵抽入離心分散釜中，繼續攪拌60～90min；⑤檢測、包裝，即得鑄造用固化劑。一種鑄造用砂型(芯)，所述鑄造用砂型(芯)由如上任一項所述的鑄造用固化劑制備而成。一種用于制備如上所述的鑄造用砂型(芯)的方法，包括以下步驟：S1：將所述鑄造用固化劑攪拌均勻，并按比例與鑄造用原砂材料攪拌均勻，再向混合料中按比例加入水玻璃無機粘結劑，攪拌均勻；S2：將S1的混合料注入金屬模具中，加熱金屬模具至140～220℃，保溫45～120min后，脫模處理。實施例一①將10％質量分數的所述的金屬堿和和20％質量分數的蒸餾水一起用真空泵抽入離心分散釜中，啟動攪拌并計時，計時攪拌50min。②將25％質量分數的硅灰、20％質量分數的白炭黑以及5％質量分數的所述的磷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種鑄造用固化劑，其特征在于，所述鑄造用固化劑按質量百分比計算由以下組分組成，具體為硅灰10％～40％、白炭黑10％～30％、金屬堿5％～15％、磷酸鹽2％～8％、堿性硅溶膠3％～17％、懸浮劑3％～7％、有機硅改性樹脂3％～7％以及蒸餾水10％～30％。/n

【技術特征摘要】
1.一種鑄造用固化劑，其特征在于，所述鑄造用固化劑按質量百分比計算由以下組分組成，具體為硅灰10％～40％、白炭黑10％～30％、金屬堿5％～15％、磷酸鹽2％～8％、堿性硅溶膠3％～17％、懸浮劑3％～7％、有機硅改性樹脂3％～7％以及蒸餾水10％～30％。


2.根據權利要求1所述的鑄造用固化劑，其特征在于，所述鑄造用固化劑與鑄造用熱硬化無機粘結劑配套使用。


3.根據權利要求1或2所述的鑄造用固化劑，其特征在于，所述固化劑的pH值為12～14。


4.根據權利要求1所述的鑄造用固化劑，其特征在于，所述金屬堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種。


5.根據權利要求1所述的鑄造用固化劑，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邢金龍，張宏凱，張茜，
申請(專利權)人：寧夏共享化工有限公司，
類型：發明
國別省市：寧夏;64