酯固化水玻璃型砂混合料及真空轉換硬化法制造技術

本發明專利技術是在ＶＲＨ－ＣＯ↓［２］真空置換脫水硬化為主的基礎上，加入一種經過改進的鑄造專用自硬砂固化劑有機酯。具體操作是：在造型用新砂中按順序加入一定量的有機酯與水玻璃混勻成造型用型砂，造型經抽真空吹ＣＯ↓［２］處理，硬化后脫模。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鑄造的造型制芯工藝技術。本專利技術的
技術介紹
①CO2-水玻璃砂硬化工藝。特點是最普遍使用方法，靠通CO2脫水硬化，具有成型硬化快，操作簡便，成本低，適應性強。不足點水玻璃加入量高(一般≥7％)，型砂殘留強度高，潰散性差，出砂清理困難，若用水爆清砂自理鑄件易產生裂紋，鑄件質量差，型砂存放性差，冬季硬透性差，耗CO2氣多，舊砂再生難，廢棄則污染環境。②酯固化水玻璃自硬少工藝。特點八十年代新工藝，靠有機酯生成的醇對水玻璃強脫水自硬，具有型芯砂強度高，水玻璃加入少，鑄件出砂清理較好，鑄件質量好，操作簡便，舊砂可干法回用，對環境污染很少。不足點水玻璃與有機酯多屬于非鑄造專用，故配套效果差，型砂工藝性能差，硬化時間長，起模時間可調性差，冬季型砂硬透性差，難以適應生產線批量生產。③VRH-CO2水玻璃砂真空置換硬化工藝。特點靠真空置換，CO2脫水硬化。具有加入水玻璃少，通CO2少，型砂流動性好，可使用時間長，鑄件質量較好，舊砂干法回用高，對環境無污染，適用于生產線生產。不足點砂型強度不高，冬季硬透較差，鑄件易產生掉砂、夾砂等缺陷。型砂(芯)的潰散性較差。④酸固化呋喃樹脂自硬砂工藝。特點八十年代新工藝，靠固化劑與樹脂反應而硬化。砂型(芯)強度高，鑄件質量好，型(芯)砂潰散性好，鑄件出砂清理易，舊砂干法回用高，冬季硬透性好，適于生產線生產。不足點高溫熱塑性差，對于薄壁、結構復雜、壁厚差大的鑄鋼件易產生裂紋，易引起表面滲碳、滲硫導致表面微型和氣孔等缺陷。鑄件成本高。產生的有害煙氣污染環境。本專利技術的設計目的避免
技術介紹
中的不足之處，設計一種新的造型聯合硬化技術，以解決
技術介紹
中存在的不足，實現在鑄鋼批量生產方面獲得成本低、操作簡便、便于機械造型線生產或手工造型生產，且對環境無污染的高質量鑄件。本專利技術的設計方案1、本專利技術是在VRH-CO2真空置換脫水硬化為主的基礎上，加入一種經過改進的鑄造專用自硬砂固化劑——專利申請號97119081.X的有機酯。具體操作是在造型用新砂中按順序加入一定量的有機酯與水玻璃混勻成造型用型砂，造型經抽真空吹CO2處理，硬化后脫模。2、本專利技術主要用于鑄鋼件生產，也可用于鑄鋼件及有色金屬鑄件生產。本專利技術所用的原砂為鎂橄欖石砂、石英砂及其它造型用砂，混制的型砂既可作為面砂也可作為單一砂。本專利技術主要用于生產線上，也可用于手工造型生產。6、詳細設計方案①真空置換——酯固化水玻璃砂聯合硬化法，造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的2.0％～5.5％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的0.1％～2.2％，專用有機酯快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的0～50％。②真空轉換硬化法，由水玻璃、專用有機酯、原砂混勻成造型用型砂或由水玻璃、專用有機酯、專用有機酯快酯、原砂混勻成造型用型砂，造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持時間2～15min或造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持時間2～15min，吹入CO2氣體，吹入壓力PCO2=0.1～0.5Mpa，時間3～10min。水玻璃加入重量為原砂重量的2.0％～5.5％，專用有機酯加入重量為原砂重量的0.1％～2.2％，專用有機醋快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的0～50％。本專利技術與
技術介紹
相比，實施后所獲得的鑄型強度高，鑄型輪廓清晰，鑄件表面光潔，質量優良。①與樹脂砂鑄件相比，其質量相當，但聯合硬化工藝鑄件生產成本降低20％左右，無環境污染，鑄鋼件不易出現裂紋、氣孔等缺陷。②與CO2-水玻璃砂硬化工藝相比，聯合硬化工藝水玻璃加入量減少40-60％,CO2耗用量減少一半以上，型砂高溫殘留強度降低40-60％，鑄件出砂清理容易，不易產生裂紋等缺陷，鑄件表面光潔，質量好。舊砂回用高。③與酯固化水玻璃砂自硬工藝相比，聯合硬化工藝的型砂流動性好，砂型即時抗拉強度是酯固化自硬即時抗拉強度的8～10倍。相當于酯固化自硬砂2h后的抗拉強度值。硬化時間短，起模時間可調性好，適于在生產線上批量生產。④與VRH-CO2硬化工藝相比，本專利技術的鑄型強度高。試樣抗拉強度(即時、1h、2h)提高了40～80％，抗拉強度(即時)提高20～50％，表面安定性提高20～30％，高溫殘留強度降低20～30％，鑄件表面光潔，克服了VRH-CO2工藝鑄件易出現掉砂、夾砂等缺陷。本專利技術的實施方案本專利技術實施方案，所用的水玻璃其性能為模數2.0～2.4，密度1.3～1.55g/cm3.25℃，粘度15～30CPs.25℃。本專利技術實施方案中，所用的專用有機酯其性能為密度1.1～1.2g/cm3.25℃，粘度＜100MPs，酯含量80～95％，殘酸量≤2％。本專利技術實施于ZGMn13鐵路轍叉鑄件，型砂配制的較佳方案是 并隨季節加專用有機酯快酯0～50％以調節硬化時間。本專利技術VRH-CO2真空置換的較佳方案是真空保持在0.00133～0.09MPa，保持時間5～15min，吹入CO2時間3～10min，其吹入壓力PCO2=0.1～0.5MPa。實施例1真空置換——酯固化水玻璃砂聯合硬化法，造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的2.0％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的0.1％。實施例2真空置換——酯固化水玻璃砂聯合硬化法，造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的5.5％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的2.2％，專用有機酯快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的50％。實施例3真空置換——酯固化水玻璃砂聯合硬化法，造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的3.25％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的1.15％，專用有機酯快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的25％。實施例4真空轉換硬化法，由水玻璃、專用有機酯、原砂混勻成造型用型砂或由水玻璃、專用有機酯、專用有機酯快酯、原砂混勻成造型用型砂，造型真空度保持在0.0013Mpa，保持時間15min或造型真空度保持在0.0013Mpa，保持時間15min，吹入CO2氣體，吹入壓力PCO2=0.1Mpa，時間10min。實施例5真空轉換硬化法，由水玻璃、專用有機酯、原砂混勻成造型用型砂或由水玻璃、專用有機酯、專用有機酯快酯、原砂混勻成造型用型砂，造型真空度保持在0.09Mpa，保持時間2min或造型真空度保持在0.09Mpa，保持時間2min，吹入CO2氣體，吹入壓力PCO2=0.5Mpa，時間3min。實施例6真空轉換硬化法，由水玻璃、專用有機酯、原砂混勻成造型用型砂或由水玻璃、專用有機酯、專用有機酯快酯、原砂混勻成造型用型砂，造型真空度保持在0.045Mpa，保持時間8.5min或造型真空度保持在0.045Mpa，保持時間8.5min，吹入CO2氣體，吹人壓力PCO2=0.3Mpa，時間6.5min。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種真空置換－酯固化水玻璃砂聯合硬化法，其特征是：造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的２．０％～５．５％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的０．１％～２．２％，專用有機酯快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的０～５０％。

【技術特征摘要】
1.一種真空置換——酯固化水玻璃砂聯合硬化法，其特征是造型用型砂的組份構成為水玻璃加入重量為原砂重量的2.0％～5.5％，專用有機酯的加入重量為原砂重量的0.1％～2.2％，專用有機酯快酯加入重量為原砂、水玻璃、專用有機酯重量之和的0～50％。2.一種真空轉換硬化法，其特征是由水玻璃、專用有機酯、原砂混勻成造型用型砂或由水玻璃、專用有機酯、專用有機酯快酯、原砂混勻成造型用型砂，造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持時間2～15min或造型真空度保持在0.0013～0.09Mpa，保持時間2～15min，吹入CO2氣體，吹入壓力PCO2=0.1～0.5Mpa，時間3～...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬樹人，王建國，張偉，張俊法，宋康生，
申請(專利權)人：中鐵寶橋股份有限公司，沈陽市鑄造材料研究所，
類型：發明
國別省市：61[中國|陜西]