專利名稱：：一種吹氣硬化制芯的方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)，特別提供了一種吹氣硬化制備砂芯的方法。
背景技術(shù)：
：在鑄造生產(chǎn)中采用的粘結(jié)劑和其制芯工藝直接關系鑄件的質(zhì)量，鑄造生產(chǎn)力，勞動環(huán)境，生產(chǎn)成本及對生態(tài)環(huán)境的影響。過去鑄造廠采用粘土砂烘干法制芯，后來采用植物油、合脂類熱固性物質(zhì)做砂芯粘結(jié)劑，砂芯用手工緊實，勞動條件惡劣，起模后須放入爐窯內(nèi)烘烤幾小時才能硬化、耗能高、生產(chǎn)周期長，砂芯易產(chǎn)生變形，搬運時破損率高，影響鑄件質(zhì)量。二戰(zhàn)結(jié)束后，殼芯、熱芯盒技術(shù)獲得推廣，殼芯、熱芯盒采用熱固性合成樹脂做粘結(jié)劑，砂芯在模具內(nèi)受熱固化，砂芯硬化快，制芯質(zhì)量好，制芯效率高，實現(xiàn)了砂芯的大批量機械化的生產(chǎn)，逐步取代了烘烤制芯工藝。1%8年Ashland公司發(fā)明了三乙胺冷芯盒法，實現(xiàn)了砂芯常溫硬化，模具常溫下操作，消除了模具熱變形對砂芯尺寸的影響，制芯效率高、尺寸偏差小、節(jié)省能耗、勞動強度低，該工藝目前仍廣泛應用。該工藝的缺點是粘結(jié)劑含氮，對氮氣孔敏感的合金鑄件應用受到限制。如各種碳鋼、合金鋼鑄件；催化氣體是各種胺(二甲基乙胺、三乙胺、三甲胺、及其混合物)，有毒、有刺激性氣味。隨著全世界對生態(tài)環(huán)境的關注，有毒、有味粘結(jié)劑的使用將逐步受到限制。為改善制芯對生態(tài)環(huán)境的影響。堿性酚醛樹酯甲酸甲酯法、丙烯酸鹽CC)2法、堿性酚醛樹酯C02法先后問世，解決了吹硬氣體有毒有味問題，但均沒能徹底解決工藝上或環(huán)保上存在的問題。中國發(fā)明專利ZL97105026.0和ZL01133477.0的發(fā)明中使用水玻璃做粘結(jié)劑，使用的硬化氣體為空氣或空氣和CrC4酯的混合物，基本做到了無毒、低氣味。但以上二項發(fā)明存在起模強度偏低，在潮濕天氣，砂芯強度損失大，影響其推廣應用，需要進一步完善。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種吹氣硬化制芯的方法，該方法在生產(chǎn)過程中無毒、無氣味，并且所生產(chǎn)出的產(chǎn)品芯具有更好的起模強度。本發(fā)明提供了一種吹氣硬化的制芯方法，其特征在于一一所用制芯砂混合料的質(zhì)量百分比為原砂92~99%;水玻璃0.97.0%;抗吸濕劑0.1-1.0%;其中的抗吸濕劑為三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有機酸酯或其混合物；一一所用吹硬氣體體積百分比為-C2C4有機酯25-100%;dC2醇075O/o;空氣、二氧化碳或氮氣作為載體氣體。本發(fā)明吹氣硬化的制芯方法中，所用原砂選自水洗硅砂、擦洗硅砂、精選硅砂、整形硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、寶珠砂、舊砂再生砂。尤其是水洗硅砂，或者其水玻璃酯固化或水玻璃吹氣硬化工藝舊砂的再生砂。本發(fā)明吹氣硬化的制芯方法中，所用水玻璃為符合標準JB/T8835的鑄造用水玻璃，符合標準Q/HYT.01的鑄造用新型水玻璃。尤其選自S103、S102、S10KS106鑄造用新型水玻璃。本發(fā)明吹氣硬化制芯的方法，砂混合料中加入抗吸濕劑，砂芯在多雨的潮濕季節(jié)仍能保證具有0.3Mpa以上的抗拉強度。本發(fā)明砂混合物可用標準的連續(xù)式混砂機或間歇式混砂機混制。模具可采用通常冷芯盒用模具，氣體發(fā)生器采用沈陽匯亞通制造的FXS氣體發(fā)生器。本發(fā)明制芯可用手工方法緊實，也可采用射芯機射實成型。然后吹入硬化氣體，吹入硬化氣體的時間為l~120s;間歇l~10s、再吹入吹氣溫度30120。C熱空氣、二氧化碳或氮氣10~150s，之后開盒取芯。本發(fā)明吹氣硬化制芯方法中所用的C2-Q的有機酯最好選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酯甲酯的任何一種或多種、最常用的為甲酸甲酯。本發(fā)明采用的抗吸濕劑最好選自三醋酸甘油酯，丙二醇醋酸酯、二乙二醇醋酸酯及其混合物。本發(fā)明吹氣硬化制芯方法具有如下優(yōu)點1、制芯用水玻璃為無機粘結(jié)劑，來源廣、價格便宜、無毒、無味、制芯成本低、有利于改善勞動條件和保護生態(tài)環(huán)境。2、與胺氣、二氧化硫相比，酯類、醇類氣體無毒、無刺激性氣味。3、粘結(jié)劑系統(tǒng)中不含氮、硫、磷等有害元素，有利于保證鑄件質(zhì)量。4、制備的砂芯抗?jié)裥院?，相對濕?5%以上環(huán)境中，24h試樣抗拉強度大于0.3Mpa。5、用水玻璃粘結(jié)劑做砂芯，澆注時有相當熱塑性、可以防止鑄件產(chǎn)生熱裂。是箱體、閥體、泵體鑄鋼件首選工藝。6、吹氣氣體，無毒無味、不用安裝尾氣處理設備，節(jié)省設備投資。7、制芯模具可用金屬，塑料或木材制做，制造周期短，費用低。8、模具不需加熱，因此尺寸變動小，制造砂芯尺寸偏差小，從而可以提高鑄件尺寸精度。9、制芯的靈活性好，不僅可采用制芯機實現(xiàn)大批量鑄件生產(chǎn)，也可用于手工制芯用于單件小批量鑄件的生產(chǎn)。10、制芯節(jié)省能耗，舊砂可以再生回用。具體實施例方式實施例1:稱取檢定鑄造粘結(jié)劑用標準砂1200g放入ST195型水泥膠砂攪拌機，加入符合JB/T8835標準的ZS2.50鑄造用水玻璃30g、三醋酸甘油酯3g，攪拌60s出砂，將上述混好的砂混合料加入Z861射芯機射砂筒內(nèi)，用Z861射芯機在0.4M).6Mpa氣壓下射實標準"8"形試樣，取下射砂筒，密封射砂口，開啟FXS氣體發(fā)生器電磁閥，使含甲酸甲酯60%、乙醇40%、空氣體積占硬化混合氣體的30%，通入芯盒1030s，關閉硬化氣體氣源，間歇3s，開啟吹熱空氣氣閥，通入50100。C熱空氣6080s，吹氣結(jié)束后，停止供氣，開啟芯盒，取出"8"形試樣。用SWY型液壓強度試驗機，測"8"試樣即時抗拉強度和室內(nèi)放置24h測抗拉強度，列入表l。實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、實施例6、實施例7、實施例8分別取符合標準JB/T8835,ZS2.卯鑄造用水玻璃和符合標準Q/HYT.01標準鑄造用新型水玻璃SIOI、S102、S103、S104、S105、S106，其他條件與實施例l相同，所得檢測強度列入表l。表1不同水玻璃對力學性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例17、實施例18、實施例19、實施例20、實施例21、實施例22、實施例23、實施例24，實施程序和實施例l相同，采用水玻璃為SIOI，加入量為30g，吹硬氣體為甲酸甲酯50%，乙醇20%。載體為空氣，吹氣溫度和吹氣時間列入表3，未列入表3的條件與實施例1相同，實施例17、實施例18、實施例19、實施例20、實施例2K實施例22、實施例23、實施例24所測"8"試樣力學性能列入表3。表3不同吹氣溫度對力學性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例31、實施例32、實施例33、實施例34、實施例35、實施例36、實施例37、實施例38、實施例39,實施程序與實施例1相同，加入S101水玻璃30g，抗吸濕劑加入條件見表5，吹硬試樣的其他條件與實施例1相同，試樣吹硬后放入相對濕度95100%的干燥器中，干燥器中溫度為30~35°C，放置24h,測抗拉強度并列入表5。對比例40實施程序與實施例1相同，加入S101水玻璃30g，不加抗吸濕劑，其他條件與實施例31—實施例35相同，所測抗拉強度列入表5。表5在高濕條件下加入抗吸濕劑對力學性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例41、實施例42、實施例43、實施例44、實施例45、實施例46、實施例47、實施例48、實施例49，采用的原砂分別為水洗硅砂、擦洗硅砂、精選硅砂、整形硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、寶珠砂、精選硅砂、酯固化水玻璃砂舊砂再生砂。加入條件見表6，實施程序，其他實施條件與實施例1相同，吹硬后"8"試樣力學性能列入表6。實施例50砂混合料按實施例1條件實施，將砂混合料裝入手工吹氣"8"形試樣芯盒、手工緊實、刮平，壓緊吹氣板，開啟FXS氣體發(fā)生器電磁閥，使含甲酸甲酯60%、乙醇40%、空氣體積占硬化混合氣體的30%，通入芯盒10~30s，關閉硬化氣體氣源，間歇3s，開啟吹熱空氣氣閥，通入50~100°C熱空氣60~80s,吹氣結(jié)束后，停止供氣，開啟芯盒，取出"8"形試樣。用SWY型液壓強度試驗機，測"8"試樣即時抗拉強度和室內(nèi)放置24h測抗拉強度，列入表6。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>權(quán)利要求1、一種吹氣硬化的制芯方法，其特征在于——所用制芯砂混合料的質(zhì)量百分比為原砂92～99％；水玻璃0.9～7.0％；抗吸濕劑0.1～1.0％；所用抗吸濕劑為三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有機酸酯或其混合物；——所用吹硬氣體體積百分比為C2～C4有機酯25～100％；C1～C2醇0～75％。2、按照權(quán)利要求1所述吹氣硬化的制芯方法，其特征在于空氣、二氧化碳或氮氣作為載體氣體，占硬化氣體體積量的5~40%。3、按照權(quán)利要求2所述吹氣硬化的制芯方法，其特征在于空氣、二氧化碳或氮氣作為載體氣體，占硬化氣體體積量的25~35%。4、按照權(quán)利要求1所述吹氣硬化的制芯方法，其特征在于所用原砂選自水洗硅砂、擦洗硅砂、精選硅砂、整形硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、鎂橄欖石砂、寶珠砂、舊砂再生砂。5、按照權(quán)利要求4吹氣硬化的制芯方法，其特征在于原砂選自水洗硅砂，或者其水玻璃酯固化或水玻璃吹氣硬化工藝舊砂的再生砂。6、按照權(quán)利要求1所述吹氣硬化的制芯方法，其特征在于所用水玻璃為符合標準JB/T8835的鑄造用水玻璃，符合標準Q/HYT.01的鑄造用新型水玻璃。7、按照權(quán)利要求6吹氣硬化的制芯方法，其特征在于制芯用水玻璃選自S103、S102、SlOl、S106鑄造用新型水玻璃。8、按照權(quán)利要求1吹氣硬化的制芯方法，其特征在于有機酯選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酯甲酯的任何一種或多種。9、按照權(quán)利要求8吹氣硬化的制芯方法，其特征在于為甲酸甲酯。全文摘要一種吹氣硬化的制芯方法，其特征在于所用制芯砂混合料的質(zhì)量百分比為水玻璃0.9～7.0％；抗吸濕劑0.1～1.0％；原砂余量；所用抗吸濕劑為三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有機酸酯或其混合物；所用吹硬氣體體積百分比為C₂～C₄有機酯25～100％；C₁～C₂醇0～75％。本發(fā)明方法在生產(chǎn)過程中無毒、無氣味，并且所生產(chǎn)出的產(chǎn)品芯具有更好的起模強度。文檔編號B22C9/10GK101293271SQ20071001108公開日2008年10月29日申請日期2007年4月24日優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日發(fā)明者余明偉申請人:沈陽匯亞通鑄造材料有限責任公司