專利名稱：砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，尤其是一種鑄造砂型用的潰散性良好的復(fù)合水玻璃粘結(jié) 劑。
背景技術(shù)：
鑄造行業(yè)中砂型(芯)用的粘結(jié)劑有粘土、水玻璃、樹脂等。其中水玻璃作為一種 無機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑，具有價格低廉、來源廣泛、無毒無味等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于鑄鋼生產(chǎn)中。目 前水玻璃砂硬化的主要方法有CO2硬化法和有機(jī)酯硬化法等。CO2硬化法的優(yōu)點(diǎn)是硬化速 度快、成本低、設(shè)備簡單。突出的缺點(diǎn)是，由于硬化后的強(qiáng)度不夠高，因此需要加入較多的 水玻璃(通常為砂重的10% )，造成澆注后砂型潰散性差，鑄件清理和舊砂再生困難。有 機(jī)酯硬化可以充分發(fā)揮水玻璃的粘接能力，大大降低了水玻璃的加入量(通常為砂重的 2. 5-3. 5% )，因此顯著改善了水玻璃砂型的潰散性，是一種比較理想的硬化劑，在國外已普 遍采用。但從國外引進(jìn)的有機(jī)酯硬化劑價格昂貴，一般企業(yè)不敢問津。申請?zhí)枮?00810058329. 8的中國專利公開了一種鑄造用水玻璃化學(xué)改性劑及其 制備方法和用途，其成本較高，制備工藝復(fù)雜。國內(nèi)生產(chǎn)的有機(jī)酯硬化劑，有的殘留強(qiáng)度還比較高，并且和CO2硬化方法來比價格 還是比較高，因此制約了有機(jī)酯硬化方法的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低廉、能夠顯著降低水玻璃的加入量、 顯著提高砂型潰散性的砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑及其制作方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié) 劑，由下述重量份數(shù)的組分構(gòu)成水玻璃100份，秸稈粉面5-10份，水0. 5-2份；所述水玻璃 模數(shù) M 為 2. 4-2. 8，密度 1. 32-1. 68g/cm3。優(yōu)選的，所述秸稈粉面過不低于325目的篩。優(yōu)選的，所述水玻璃模數(shù)M為2. 43，密度1. 48g/cm3。上述砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行①將秸稈烘干、粉碎，過不低于325目的篩，得秸稈粉面； ②取步驟①所得的秸稈粉面5-10重量份，加入0. 5-2重量份的水，攪拌均勻，得潤 濕的秸稈粉面；③在所述潤濕的秸稈粉面中加入100重量份的水玻璃，得復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑。本發(fā)明在水玻璃中加入了綠色環(huán)保的濕潤秸稈粉面，得到的復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑。 由于秸稈粉面的小尺寸(相當(dāng)一部分為微米尺寸，有的已達(dá)到了納米尺寸)效應(yīng)大大提高 了砂型的室溫抗壓強(qiáng)度，從而在采用廉價的CO2硬化法硬化和保證砂型的室溫抗壓強(qiáng)度滿 足鑄造工藝要求的前提下，使砂型中水玻璃的加入量顯著降低，從10%減少到了約7%，這 會使高溫金屬液澆注后砂型的殘留強(qiáng)度明顯降低。同時也由于在高溫下秸稈粉面的燃燒，大大降低了砂型的殘留強(qiáng)度，也就是大大提高了它的潰散性。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于①解決了采用水玻璃作為粘結(jié)劑的砂 型潰散性差、難以回收再利用的問題；②采用廉價的秸稈作為原料，與其它改善水玻璃砂潰 散性方法相比較，顯著降低了砂型(芯)的成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例一本實(shí)施例中的復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑由下述重量份數(shù)的組分構(gòu)成水玻璃(模數(shù) 2. 43，密度1. 48g/cm3) 100份，秸稈粉面7份，水1份。上述粘結(jié)劑具體的制作方法是①將小麥秸稈烘干后，在粉碎機(jī)中將其粉碎，過325目篩，得秸稈粉面；②取上述秸稈粉面7重量份，加入攪拌機(jī)中，再加入1重量份的水，然后將秸稈粉 面和水?dāng)嚢瑁菇斩挿勖娉浞譂駶櫨鶆?，得潤濕的秸稈粉面；③稱取100重量份的水玻璃，倒入攪拌機(jī)中與已經(jīng)濕潤的秸稈粉面攪拌均勻，經(jīng) 這樣處理所得的復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑即可用于混砂造型了。使用上述復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑進(jìn)行混砂造型時，型砂的配比為石英砂100%，復(fù)合 水玻璃粘結(jié)劑的加入量為石英砂重量的7%，采用CO2硬化法硬化。上述方法制造的砂型，經(jīng)CO2硬化后室溫抗壓強(qiáng)度約為2. 54MPa ；表面安定性好， 為96. 8% ； 1000°C殘留強(qiáng)度低，為0. 85MPa，大大低于普通水玻璃砂型CO2硬化的1000°C殘 留強(qiáng)度(約為1.5MPa)；砂型潰散性好，鑄件清理和舊砂再生回用方便。實(shí)施例二本實(shí)施例中的復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑由下述重量份數(shù)的組分構(gòu)成水玻璃(模數(shù) 2. 43，密度1. 48g/cm3) 100份，秸稈粉面5份，水0. 5份。上述粘結(jié)劑具體的制作方法是①將玉米或水稻秸稈烘干后，在粉碎機(jī)中將其粉碎，過350目篩，得秸稈粉面；②取上述秸稈粉面5重量份，加入攪拌機(jī)中，再加入0. 5重量份的水，然后將秸稈 粉面和水?dāng)嚢瑁菇斩挿勖娉浞譂駶櫨鶆?，得潤濕的秸稈粉面；③稱取100重量份的水玻璃，倒入攪拌機(jī)中與已經(jīng)濕潤的秸稈粉面攪拌均勻，經(jīng) 這樣處理所得的復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑即可用于混砂造型了。使用上述復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑進(jìn)行混砂造型時，型砂的配比為石英砂100%，復(fù)合 水玻璃粘結(jié)劑的加入量為石英砂重量的7%，采用CO2硬化法硬化。上述方法制造的砂型，經(jīng)CO2硬化后室溫抗壓強(qiáng)度約為2. SOMPa ；表面安定性好， 為97. 3% ； 1000°C殘留強(qiáng)度低，為0. 89MPa，大大低于普通水玻璃砂型CO2硬化的1000°C殘 留強(qiáng)度(約為1.5MPa)；砂型潰散性好，鑄件清理和舊砂再生回用方便。實(shí)施例三所述粘結(jié)劑與實(shí)施例一不同的是所述復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑包括水玻璃(模數(shù) 2. 43，密度1. 48) 100份、秸稈粉面10份和水2份。所制造的砂型，經(jīng)CO2硬化后室溫抗壓強(qiáng)度約為2. 35MPa ；表面安定性好，為95.6% ； 1000°C殘留強(qiáng)度低，為0. 78MPa，大大低于普通水玻璃砂型CO2硬化的1000°C殘留 強(qiáng)度(約為1.5MPa)；砂型潰散性好，鑄件清理和舊砂再生回用方便。
綜上，采用本發(fā)明解決了采用水玻璃作為粘結(jié)劑的砂型潰散性差、難以回收再利 用的問題；采用廉價的秸稈作為原料，與其它改善水玻璃砂潰散性方法相比較，顯著降低了 砂型(芯)的成本；而且復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑的配制方法簡單，材料環(huán)保。
權(quán)利要求
一種砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑，其特征在于由下述重量份數(shù)的組分混配而成水玻璃100份，秸稈粉面5 10份和水0.5 2份，所述水玻璃模數(shù)M為2.4 2.8，密度1.32 1.68g/cm3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑，其特征在于所述水玻璃模數(shù)M為 2. 43，密度 1. 48g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑，其特征在于所述秸稈粉面過不低 于325目的篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑，其特征在于所述秸稈粉面為小麥 秸稈粉面、玉米秸稈粉面或水稻秸稈粉面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于按照下述 步驟進(jìn)行①將秸稈烘干、粉碎，過不低于325目的篩，得秸稈粉面；②取步驟①所得的秸稈粉面5-10重量份，加入0.5-2重量份的水，攪拌均勻，得潤濕的 秸稈粉面；③在所述潤濕的秸稈粉面中加入100重量份的水玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種砂型用復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑及其制作方法，所述復(fù)合水玻璃粘結(jié)劑由下述重量份數(shù)的組分混配而成水玻璃100份，秸稈粉面5-10份和水0.5-2份。其制作方法①將秸稈烘干、粉碎，過不低于325目的篩，得秸稈粉面；②取步驟①所得的秸稈粉面5-10重量份，加入0.5-2重量份的水，攪拌均勻，得潤濕的秸稈粉面；③在所述潤濕的秸稈粉面中加入100重量份的水玻璃。采用本發(fā)明解決了采用水玻璃作為粘結(jié)劑的砂型潰散性差、難以回收再利用的問題；而且采用廉價的秸稈作為原料，與其它改善水玻璃砂潰散性方法相比，顯著降低了砂型(芯)的成本。
文檔編號B22C1/18GK101941046SQ20101029411
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者劉瑞玲, 張忠誠, 王忠民 申請人:河北科技大學(xué)