一種熔模鑄造水玻璃制殼方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種熔模鑄造水玻璃制殼方法，它包括制殼、脫蠟和型殼焙燒步驟，所述制殼步驟包含化學(xué)硬化過(guò)程，所述脫蠟和型殼焙燒步驟之間還具有殘余硬化劑處理步驟；所述殘余硬化劑處理步驟為脫蠟或稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化后的型殼在處理液中浸泡，所述的處理液是MHCO3或M2CO3水溶液，或MHCO3與M2CO3的混和溶液；所述M是鉀或鈉?！∷鎏幚硪旱馁|(zhì)量百分濃度為1%至飽和溶液，所述脫蠟后的型殼在處理液中浸泡時(shí)間為15-120分鐘。這樣在型殼浸泡或焙燒開(kāi)始過(guò)程中，型殼中最終生成的含氯化合物均只是氯化鈉或氯化鉀，焙燒時(shí)不會(huì)分解釋放出氣體，防止了污染環(huán)境和腐蝕廠房設(shè)備。
【專(zhuān)利說(shuō)明】得，鑄件成本較低的優(yōu)勢(shì)，所以水玻璃熔模的熔模鑄造工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前一半以
便化劑，所用硬化劑均是能與水玻璃(I用的化學(xué)硬化劑一般為氯化物磯/1、
0
出的過(guò)量和剩余，這些殘余的氯化物會(huì)在型+110，
3?1120，
沾勺釋放不僅腐蝕廠房設(shè)備，而且會(huì)導(dǎo)致大AlCl3.6H20、[Al2 (OH)nCl6_n]m* MgCl2.6H20為硬化劑，所述脫蠟和型殼焙燒步驟之間還具有殘余硬化劑處理步驟；
上述熔模鑄造水玻璃制殼方法，所述脫蠟步驟后、殘余硬化劑處理步驟前，還可以采用稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化步驟。
[0008]所述殘余硬化劑處理步驟為脫蠟或稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化后的型殼在處理液中浸泡，所述的處理液是MHCO3或M2CO3水溶液，或MHCO3與M2CO3的混合溶液；所述M是K (鉀)或Na (鈉)。
[0009]所述處理液的質(zhì)量百分濃度為1%至飽和溶液:所述脫蠟后的型殼在處理液中浸泡時(shí)間為15-120分鐘。
[0010]由于采用上述方案，型殼在處理液浸泡過(guò)程中，處理液與殘余硬化劑會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并使型殼在焙燒階段不會(huì)分解釋放出?α氣體。由于當(dāng)M是K或Na時(shí)的反應(yīng)情況完全相類(lèi)同，所以下面僅以M是Na的情況來(lái)寫(xiě)反應(yīng)式并作相應(yīng)說(shuō)明。
[0011]當(dāng)硬化劑是Aia3-SH2O成[At2(OHxa^L時(shí)，在處理液浸泡過(guò)程中會(huì)發(fā)生以下
反應(yīng):
3NaHC0s + AlCl3.6H20 = 3NaCl + Al(OH)3 I + 6H20 + 3C02
3Na2C03 + 2A1C13.6H20 = 6NaCl + 2A1 (OH)3 I + 3H20 + 3C02
(6-n) NaHCO3 + Al2(OH)nCl6^n= (6-n) NaCl + 2A1 (OH)3 I + (6-n) CO2
(6-n) Na2CO3 + 2A12 (0H)nCl6_n + (6-n) H2O = (12-2n) NaCl + 4A1 (OH)3 I + (6-n) CO2
(為簡(jiǎn)潔明了，上述反應(yīng)式中聚合氯化鋁沒(méi)有寫(xiě)出聚合度m，而僅是以其單體Al2(OH)
nC 16-n 表ο )
由于生成了 Al (OH)3凝膠，所以該反應(yīng)能進(jìn)行的比較完全。
[0012]當(dāng)硬化劑是MgCl2.6H20時(shí)，會(huì)發(fā)生以下反應(yīng):
2NaHC03 + MgCl2.6H20 = 2NaCl + Mg (HCO3) 2 + 6H20
Na2CO3 + MgCl2.6H20 = 2NaCl + 2MgC03 + 6H20
由于MgCO3微溶于水，Mg(HCO3)2可溶于水，所以上述二個(gè)反應(yīng)在浸泡過(guò)程中進(jìn)行的并不完全，但由于MgCO3和Mg (HCO3) 2的熱不穩(wěn)定性，在之后的型殼焙燒過(guò)程中，在MgCl2.6H20分解出HCl前即已分解生成MgO和Mg(OH)2,使上二反應(yīng)按該方程式方向進(jìn)行(型殼焙燒過(guò)程中NaHCO3也會(huì)有部分分解，但分解生成Na2CO3仍是使反應(yīng)按生成MgO方向進(jìn)行)。
[0013]當(dāng)硬化劑是NH4Cl時(shí)，會(huì)發(fā)生以下反應(yīng):
NaHCO3 + NH4Cl = NaCl + NH4HCO3
Na2CO3 + 2NH4 C1 = 2NaCl + (NH4)2 CO3
與前幾個(gè)反應(yīng)不同的是，這二個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物均是可溶的，所以在浸泡過(guò)程中反應(yīng)并不會(huì)完全按上二式進(jìn)行。但比較各反應(yīng)物、生成物的熱分解溫度:
NaHCO3:50°C以上開(kāi)始逐漸分解生成Na2CO3, 270°C時(shí)完全分解。
[0014]NH4Cl:> 100°C開(kāi)始有部分分解。
[0015]NH4HCO3:30°C時(shí)開(kāi)始大量分解。
[0016](NH4)2 CO3:50°C開(kāi)始大量分解。
[0017]Na2CO3和NaCl的熱分解溫度遠(yuǎn)高于上述四種化合物。
[0018]上述數(shù)據(jù)均查自《百度百科》中各化合物的相應(yīng)條目。[0019]這樣，在型殼焙燒初期，由于NH4HCO3和(NH4)2 CO3的分解，使反應(yīng)即向生成NaCl方向進(jìn)行(如之前所述，NaHCO3的部分分解并不會(huì)改變反應(yīng)生成物)。
[0020]綜上所述，由于采用了本發(fā)明的方法，在型殼浸泡或焙燒開(kāi)始過(guò)程中，型殼中最終生成的含氯化合物均只是氯化鈉或氯化鉀，由于型殼焙燒溫度通常1000°c左右，氯化鈉和氯化鉀在此溫度下是穩(wěn)定的，不會(huì)分解釋放出Ha氣體，這樣防止了污染環(huán)境和腐蝕廠房設(shè)備。事實(shí)上，即使在不銹鋼料170(TC左右的澆鑄溫度下氯化鈉和氯化鉀也是穩(wěn)定。
[0021]特別需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，在處理液含有KHC03*NaHC0d^情況下，處理液還會(huì)與型殼中的殘余的水玻璃(Na20.n SiO2)發(fā)生如下反應(yīng):
2NaHC03 + Na20.n SiO2 + (ηχ-l) H2O = 2Na2C03 + n SiO2.x H2O I2KHC03 + Na20.n SiO2 + (ηχ-l) H2O = Na2CO3 + K2CO3 + n SiO2.x H2O I反應(yīng)生成硅酸凝膠，起到了對(duì)型殼的補(bǔ)充硬化作用，能增強(qiáng)型殼強(qiáng)度。同時(shí)，在處理液含有的是Na2CO3或K2CO3的情況下，雖然起不到補(bǔ)充硬化作用，但這二種化合物均不會(huì)導(dǎo)致已生成的硅酸凝膠回溶，因此能保證型殼的強(qiáng)度性能不受影響。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在本發(fā)明的熔模鑄造水玻璃制殼方法中，制殼、脫蠟和型殼焙燒步驟，以及可能采用的稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化步驟均與現(xiàn)水玻璃熔模鑄造技術(shù)一致。上述內(nèi)容在多種文獻(xiàn)已有公開(kāi)，因此在這里不再詳細(xì)描述。具體可參閱機(jī)械出版社2000年出版的《熔模鑄造手冊(cè)》(ISBN7-111-08174-9)第 227-233 頁(yè)。
[0023]本發(fā)明的制殼方法中，所述化學(xué)硬化采用MI/1Aia5 6H.0 [Α?2(θΗχα^ι.或MgO2-SH2O為硬化劑，也與現(xiàn)行工藝一致，本發(fā)明制殼方法的最主要的特點(diǎn)是:在所述 脫蠟步驟和型殼焙燒步驟之間還具有殘余硬化劑處理步驟；如果工藝還采用稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化步驟，則本發(fā)明的殘余硬化劑處理步驟是在該補(bǔ)充硬化和型殼焙燒步驟之間。
[0024]所述殘余硬化劑處理步驟是把型殼在處理液中浸泡，所述的處理液是MHCO3水溶液或M2CO3水溶液，或MHCO3和M2CO3的混合溶液；所述M是K或Na。所述處理液的質(zhì)量百分濃度為1%至飽和溶液；所述型殼在處理液中浸泡時(shí)間為15-120分鐘。
[0025]為驗(yàn)證本發(fā)明的熔模鑄造水玻璃制殼方法，在工廠進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)的鑄件產(chǎn)品是普通的管閥件，澆鑄 材料是普通碳鋼。除處理液浸泡的殘余硬化劑處理步驟外，其余工藝均按現(xiàn)常規(guī)熔模鑄造水玻璃制殼方法操作。具體試驗(yàn)情況見(jiàn)下表:
【權(quán)利要求】
1.一種熔模鑄造水玻璃型殼制殼方法，它包括制殼、脫蠟和型殼焙燒步驟，所述制殼步驟包含化學(xué)硬化過(guò)程，所述化學(xué)硬化采用- 6??！20或[八匕伽)^。丄或順抑或1甙12 - 6??！20為硬化劑，其特征在于所述脫蠟和型殼焙燒步驟之間還具有殘余硬化劑處理步驟；所述殘余硬化劑處理步驟為脫蠟后的型殼在處理液中浸泡，所述的處理液是冊(cè)扣03水溶液或1#03水溶液，或1--與1#03的混合溶液；所述1是X或似。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模鑄造水玻璃型殼制殼方法，其特征在于所述脫蠟步驟后、殘余硬化劑處理步驟前，還采用了稀鹽酸浸泡補(bǔ)充硬化步驟。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔模鑄造水玻璃型殼制殼方法，其特在于所述處理液的質(zhì)量百分濃度為1%至飽 和溶液；所述型殼在處理液中浸泡時(shí)間為15-120分鐘。
【文檔編號(hào)】B22C9/04GK103831397SQ201410117611
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】章浩龍 申請(qǐng)人:浙江宇達(dá)化工有限公司