本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口及其制備方法。

背景技術(shù)：

冒口在鑄造砂型生產(chǎn)中的主要作用是補縮、排氣和排渣。當(dāng)冒口的性能不佳時，往往造成縮孔、縮松、夾渣等鑄造缺陷，致使鑄件報廢。隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展和對鑄件質(zhì)量要求的不斷提高，由于傳統(tǒng)砂型冒口的保溫效果不良、發(fā)熱不足等缺點，難以滿足補縮、排渣、排氣的高要求。此外，傳統(tǒng)工藝制作冒口時需要進爐烘干，能耗較高。因此，研究低成本的新型發(fā)熱保溫冒口越來越受鑄造工作者的重視。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決傳統(tǒng)砂型冒口存在發(fā)熱不足、保溫效果不良和成本高的問題，提供一種采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口及其制備方法。

采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口，它按質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由14~17份蛭石、18~20份鋁粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸鉀、3.5~4.2份氧化鐵粉、1~2份鎂粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有機酯制成。

采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的：

步驟一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取14~17份蛭石、18~20份鋁粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸鉀、3.5~4.2份氧化鐵粉、1~2份鎂粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有機酯；

所述的蛭石粒度為60~80目；鋁粉的粒度為100~140目；石墨粉的粒度為100~140目，質(zhì)量純度大于90%；氧化鐵粉的質(zhì)量純度大于98%；鎂粉粒度為100~140目；硅砂粒度為40~70目，含泥量小于0.5%；水玻璃的模數(shù)為2.2~2.5；有機酯為丙烯碳酸酯。

步驟二、將步驟一稱取的蛭石、鋁粉、石墨粉、硝酸鉀、氧化鐵粉、硅砂、有機酯置于球形混砂機中，混制2分鐘，再加入水玻璃混制2~3分鐘，最后加鎂粉濕混1~2分鐘，獲得混制好的濕料；

步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發(fā)熱保溫冒口模具中，并經(jīng)1MPa的壓力緊實，經(jīng)0.5h的自硬后即可脫模，即得到采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口；

步驟四、得到的發(fā)熱保溫冒口在室溫下放置8~10h后即可使用。

有益效果：由于本發(fā)明所述的采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口的配方中增加了發(fā)熱劑的含量，提高了發(fā)熱效果，蛭石作為保溫材料，具有良好的保溫作用，可使冒口內(nèi)金屬液凝固時間比傳統(tǒng)發(fā)熱保溫冒口提高1倍以上，補縮率提高10%以上。此外，該發(fā)熱保溫冒口制備時無需加熱爐烘干，使用有機酯和水玻璃在常溫下即可自硬，降低了能源消耗。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口，它按質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由14~17份蛭石、18~20份鋁粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸鉀、3.5~4.2份氧化鐵粉、1~2份鎂粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有機酯制成。

本實施方式中水玻璃作為粘結(jié)劑使用，有機酯作為硬化劑使用。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是，采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口，它按質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由17份蛭石、20份鋁粉、11份石墨粉、3.5份硝酸鉀、4份氧化鐵粉、1份鎂粉、38份硅砂、5份水玻璃、0.5份有機酯制成。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是，采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口，它按質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由14份蛭石、18份鋁粉、10份石墨粉、4份硝酸鉀、4份氧化鐵粉、1.2份鎂粉、40份硅砂、8份水玻璃、0.8份有機酯制成。其它與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是，采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口，它按質(zhì)量分?jǐn)?shù)是由16份蛭石、19份鋁粉、10.5份石墨粉、5份硝酸鉀、3.8份氧化鐵粉、2份鎂粉、36份硅砂、7份水玻璃、0.7份有機酯制成。其它與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五：本實施方式中采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備的：

步驟一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取14~17份蛭石、18~20份鋁粉、10~11份石墨粉、3~5份硝酸鉀、3.5~4.2份氧化鐵粉、1~2份鎂粉、32~45份硅砂、5~8份水玻璃、0.5~0.8份有機酯；

所述的蛭石粒度為60~80目；鋁粉的粒度為100~140目；石墨粉的粒度為100~140目，質(zhì)量純度大于90%；氧化鐵粉的質(zhì)量純度大于98%；鎂粉粒度為100~140目；硅砂粒度為40~70目，含泥量小于0.5%；水玻璃的模數(shù)為2.2~2.5；有機酯為丙烯碳酸酯。

步驟二、將步驟一稱取的蛭石、鋁粉、石墨粉、硝酸鉀、氧化鐵粉、硅砂、有機酯置于球形混砂機中，混制2分鐘，再加入水玻璃混制2~3分鐘，最后加鎂粉濕混1~2分鐘，獲得混制好的濕料；

步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發(fā)熱保溫冒口模具中，并經(jīng)1MPa的壓力緊實，經(jīng)0.5h的自硬后即可脫模，即得到采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口；

步驟四、得到的發(fā)熱保溫冒口在室溫下放置8~10h后即可使用。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式五不同的是，步驟一中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取17份蛭石、20份鋁粉、11份石墨粉、3.5份硝酸鉀、4份氧化鐵粉、1份鎂粉、38份硅砂、5份水玻璃、0.5份有機酯。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式五或六不同的是，步驟一中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取14份蛭石、18份鋁粉、10份石墨粉、4份硝酸鉀、4份氧化鐵粉、1.2份鎂粉、40份硅砂、8份水玻璃、0.8份有機酯。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式五或六相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式五至七之一不同的是，步驟一中按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取16份蛭石、19份鋁粉、10.5份石墨粉、5份硝酸鉀、3.8份氧化鐵粉、2份鎂粉、36份硅砂、7份水玻璃、0.7份有機酯。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式五至七之一相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式五至八之一不同的是，步驟二中將步驟一稱取的蛭石、鋁粉、石墨粉、硝酸鉀、氧化鐵粉、硅砂、有機酯置于球形混砂機中，混制2分鐘，再加入水玻璃混制2.5分鐘，最后加鎂粉濕混1.5分鐘，獲得混制好的濕料。它步驟及參數(shù)與具體實施方式五至八之一相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式五至九之一不同的是，步驟四中得到的發(fā)熱保溫冒口在室溫下放置9h后即可使用。它步驟及參數(shù)與具體實施方式五至九之一相同。

采用以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：

實施例：

采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口的制備方法是按下述步驟制備：

步驟一、按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取16份蛭石、18份鋁粉、11份石墨粉、4.5份硝酸鉀、3.8份氧化鐵粉、2份鎂粉、37份硅砂、7份水玻璃、0.7份有機酯；

所述的蛭石粒度為60目；鋁粉的粒度為100目；石墨粉的粒度為140目，質(zhì)量純度為92%；氧化鐵粉的質(zhì)量純度為98%；鎂粉粒度為140目；硅砂粒度為70/40目，含泥量為0.3%；水玻璃的模數(shù)為2.4；有機酯為丙烯碳酸酯。

步驟二、將步驟一稱取的蛭石、鋁粉、石墨粉、硝酸鉀、氧化鐵粉、硅砂、有機酯置于球形混砂機中，混制2分鐘，再加入水玻璃混制2.5分鐘，最后加鎂粉濕混1分鐘，獲得混制好的濕料；

步驟三、將步驟二獲得的濕料填充到發(fā)熱保溫冒口模具中，并經(jīng)1MPa的壓力緊實，經(jīng)0.5h的自硬后脫模，即得到采用有機酯水玻璃自硬的發(fā)熱保溫冒口；

步驟四、得到的發(fā)熱保溫冒口在室溫下放置8h后用于試驗測試。

本實施例制備的發(fā)熱保溫冒口，經(jīng)爐前澆鑄鑄鐵試驗檢測表明，冒口內(nèi)金屬液的凝固時間為7分鐘，傳統(tǒng)發(fā)熱保溫冒口為3分鐘，凝固時間提高1.3倍；冒口內(nèi)金屬液的補縮率為12.6%，傳統(tǒng)水玻璃發(fā)熱保溫冒口為11.2%，補縮率提高12.5%。