專利名稱：無毒吹空氣硬化制芯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種無毒吹空氣硬化制芯方法。
在鑄造業(yè)中將各種吹氣制芯注通稱為冷芯盒法，早期發(fā)明了水玻璃吹CO2制芯法，由于水玻璃加入量比較高，所以砂芯強(qiáng)度低，潰散性不好；1967年發(fā)明了酚醛樹酯CO2冷芯盒法，但由于強(qiáng)度較低，也一直沒有大量推廣應(yīng)用；1968年發(fā)明了酚脲醛三乙胺(或二甲基乙胺)氣霧冷芯盒法，該方法目前被廣泛應(yīng)用，但胺氣在空氣中允許的含量為25PPm，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，惡化勞動(dòng)衛(wèi)生條件，還由于采用了含氮粘結(jié)劑生產(chǎn)鑄件，所以其表面易出現(xiàn)毛刺，脈紋缺陷；以后又發(fā)明了三種吹SO2冷芯盒的制芯工藝，由于SO2氣體毒性較大，在空氣中的允許含量為5PPm，對(duì)工裝模具的密封要求嚴(yán)格，尾氣需中和處理，制芯成本相對(duì)較高，故目前應(yīng)用不廣泛；1985年發(fā)明了堿性酚醛樹酯吹甲酸酯氣霧冷芯盒法，該酯在空氣中允許含量為100PPm，毒性相對(duì)比較低，該粘結(jié)劑系統(tǒng)中不含N、P、S元素，其缺點(diǎn)是砂芯強(qiáng)度低。上述的幾種冷芯盒制芯工藝雖然都具有各自優(yōu)點(diǎn)，但除CO2工藝外，制芯氣體均為有毒、有味，其中胺和甲酯甲酯為甲級(jí)易燃易爆危險(xiǎn)品，采購、運(yùn)輸和儲(chǔ)存使用均需嚴(yán)格管理，由于多數(shù)為有機(jī)粘結(jié)劑，并使用了有機(jī)溶劑，澆注時(shí)均分解釋放有毒、有刺激性氣味氣體，惡化勞動(dòng)衛(wèi)生條件，危害操作人員身體健康，對(duì)環(huán)境也有不同程度的污染。
本發(fā)明的目的是提供一種使用無毒、無味氣體，無毒粘結(jié)劑，可有效的防止鑄件產(chǎn)生氣孔、熱裂、毛刺和脈紋缺陷的無毒吹空氣硬化制芯方法。
本發(fā)明采用的氣體為空氣或氧氣，或氮?dú)?，氣體吹芯前需經(jīng)除濕處理，使其露點(diǎn)在-20℃以下，其除濕露點(diǎn)越低，砂芯硬化越快，除濕后的空氣可以根據(jù)工藝要求用氣體加熱器調(diào)節(jié)溫度，溫度范圍為20℃-100℃，溫度越高砂芯硬化越快，水玻璃硬化主要為失水固結(jié)，將攪拌均勻的粘結(jié)劑混合料用射芯機(jī)芯盒或用手工方法緊實(shí)，再用吹、排氣板壓緊芯頭，強(qiáng)制干燥氣體通過砂芯從排氣口排出，砂粒表面水玻璃膜中的水分迅速向干燥氣體中擴(kuò)散，并被氣流帶走，使砂芯迅速硬化，硬化后再將砂芯取出。
本發(fā)明由于采用了經(jīng)除濕處理的氣體，在砂粒表面與干燥氣體流之間產(chǎn)生壓差，能在砂芯發(fā)氣量低的條件下實(shí)現(xiàn)砂芯快速硬化，還由于制芯粘結(jié)劑加入量低、成本低和吹氣體無毒、無味，不含N、P、S等有害元素，所以有利于改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件和保護(hù)環(huán)境，減少鑄件氣孔缺陷，提高鑄件質(zhì)量，防止鑄件產(chǎn)生熱裂、毛刺和脈紋缺陷，還具有顯著降低制芯成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
將壓縮空氣通入冷凍除濕機(jī)，吸附除濕機(jī)中除濕，或第一級(jí)用冷凍除濕，第二級(jí)用吸附除濕的聯(lián)合除濕機(jī)除濕，后一種方法適用于空氣濕度較大的地區(qū)，第一級(jí)除濕可以將空氣中大部分水分除掉，減小吸附設(shè)備的容積，使其露點(diǎn)在-20℃以下；除濕后經(jīng)電加熱器加熱調(diào)節(jié)氣體溫度在30°-40℃范圍內(nèi)，通過電磁氣閥接吹氣板，取2kg標(biāo)準(zhǔn)砂加入碗形混砂機(jī)內(nèi)，再加入60g粘接劑，該粘接劑為鑄造用水玻璃或改性水玻璃，其加入量占硅砂重量的2.5-3.5％，混20S出砂，將砂混合料加入Z861芯機(jī)射砂筒，用Z861射芯機(jī)在0.3-0.4MPa下射實(shí)標(biāo)準(zhǔn)“8”形試樣，密封射砂口，開啟電磁氣閥使干燥空氣通過吹氣板穿透砂芯，從排氣板排出，通氣3分鐘開盒頂出砂芯，該砂芯強(qiáng)度經(jīng)檢測(cè)為出盒即時(shí)抗拉強(qiáng)度0.8-1.0MPa24h 抗拉強(qiáng)度2.0-2.5MPa。
權(quán)利要求
1.一種無毒吹空氣硬化制芯方法，其特征是(1)、氣體吹芯前需經(jīng)除濕處理，使其露點(diǎn)在-20℃以下；(2)、除濕以后的空氣再加熱調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為20℃-100℃；(3)、將粘結(jié)劑與標(biāo)準(zhǔn)砂混合制成混合料，把攪拌均勻的混合料加入射芯機(jī)射砂筒或用手工方法緊實(shí)，用吹排氣板壓緊芯頭，強(qiáng)制干燥氣體通過砂芯從排氣口排出，使砂芯迅速硬化后再將砂芯取出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無毒吹空氣硬化制芯方法，其特征是除濕后的空氣最佳加熱調(diào)節(jié)范圍為30°-40℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無毒吹空氣硬化制芯方法，其特征是粘結(jié)劑為鑄造用水玻璃或改性水玻璃，其加入量占硅砂重量的2.5-3.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無毒吹空氣硬化制芯方法，其特征是吹芯氣體可為空氣、或氧氣、或氮?dú)狻?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無毒吹空氣硬化制芯方法，其特征是吹芯氣體可通入冷凍除濕機(jī)、吸附除濕機(jī)除濕，或第一級(jí)用冷凍除濕，第二級(jí)用吸附除濕的聯(lián)合除濕機(jī)除濕。
全文摘要
本發(fā)明是一種無毒吹空氣硬化制芯方法，(1)氣體吹芯前需經(jīng)除濕處理，使其露點(diǎn)在-20℃以下；(2)除濕以后的空氣經(jīng)再加熱調(diào)節(jié)溫度，調(diào)節(jié)范圍為20℃-100℃；(3)把攪拌均勻的混合料加入射芯機(jī)射砂筒，壓緊芯頭，強(qiáng)制干燥氣體通過砂芯從排氣口排出，使砂芯迅速硬化后再將砂芯取出。本發(fā)明有利于改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件和保護(hù)環(huán)境，減少鑄件氣孔缺陷，提高鑄件質(zhì)量，防止產(chǎn)生熱裂、毛刺和脈紋，具有降低制芯成本、提高生產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B22C9/00GK1163806SQ9710502
公開日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1997年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月15日
發(fā)明者余明偉, 金廣明 申請(qǐng)人:沈陽市鑄造材料研究所