專利名稱：：銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種型砂及其制備工藝，尤其涉及一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝。
背景技術：
：銅合金浮雕裝飾板是在平面上飾以砂石紋、粗木紋、碎石紋、樹皮紋、磚紋、粗麻紋、草編紋、竹編紋等立體浮雕紋的藝術鑄件。由于板上的紋飾非常微細，毛坯鑄件的表面不能作打磨修整，一般應采用石膏型或陶瓷型造型才能達到要求，但上述造型工藝需焙燒脫蠟，能耗高、工時長、產出低，為此在現有技術中常采用自硬樹脂砂鑄造工藝澆注銅合金藝術鑄件。在自硬樹脂砂工藝中，為防止鑄件粘砂需在型腔內上涂料，若浮雕裝飾板的型腔施以涂料后，其微細紋飾會全部被涂料層覆蓋，造成澆注后鑄件表面的紋飾模糊。在砂型鑄造中濕型砂工藝不需上涂料即可直接澆注，傳統銅合金用濕型砂的濕壓強度一般為3060kPa，型砂的含水量(質量分數)控制在4.5%~5.5%。該濕型砂工藝不能很好地滿足精細鑄件的要求，其型砂濕態強度較低，起模時型腔表面容易損壞，由于裝飾板微細紋飾的特殊性，不能修型，因此型廢率很高；而且造好的型在合箱時，形成紋飾的砂粒易落入型腔，或者澆注時金屬液沖刷砂型表面使砂粒巻入鑄件，從而出現沖砂、夾砂等缺陷，同時使鑄件表面粗糙。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種具有足夠高的濕強度、較低含水量的濕型砂及其制備工藝，將該濕型砂作為面砂造型，能得到表面紋飾清晰、層次分明的銅合金浮雕裝飾板。為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案如下一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，由原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成，其中膨潤土加入量是原砂質量的5%10%，耐火纖維加入量是原砂質量的0.10%~0.25%，水溶性高分子加入量是原砂質量的0.1%0.5%，水的加入量按水土比(質量份)i:21:3計，即水與膨潤土的質量比。所述的原砂為100/200目石英砂；膨潤土為鑄造用鈉基膨潤土；耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，纖維直徑〈5.0um，纖維長度〈3mm;水溶性高分子為低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸鈉，其中聚乙二醇的相對分子質量為200800，聚丙烯酸鈉的相對分子質量為1000~1500。同時本發明還提供了一種上述銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，按上述成份比例稱取原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水；將原砂、膨潤土和耐火纖維加入碾輪式混砂機或轉子式混砂機中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。一般來說上述混制工藝可以為將原砂、膨潤土和耐火纖維加入碾輪式混砂機或轉子式混砂機中干混210min;再加入水溶性高分子與水的混合液濕混1525min后出砂。本發明濕型砂工藝中的耐火纖維是一種具有復雜微空間結構、無規則多孔介質性材料。在型砂中引入一定數量和長徑比的短耐火纖維，利用纖維的搭橋增韌與拔出效應，能增強型砂抵抗外力擦磨的能力，從而提高型砂的抗拉強度和韌性。在濕型砂的快速混制過程中，由于混砂時間和水分含量的限制，作為粘結劑的膨潤土，其蒙脫石的薄片狀結構得不到充分膨脹，所以粘結效率得不到充分發揮。本發明所添加劑的低分子量水溶性高分子中的高分子鏈節具有較好的折迭性和極性，能加速蒙脫石晶層間的分離，有利于膨潤土膨脹分散，使粘土層能均勻地分布在砂粒表面，在無需加入大量膨潤土，并控制型砂較低含水量的情況下，可得到較高的型砂濕壓強度和可塑性，并有利于降低鑄件產生氣孔缺陷的幾率。銅合金浮雕裝飾板屬平板類鑄件，容易產生夾砂類缺陷，本發明通過控制型砂的熱濕拉強度來提高其抗夾砂能力。本發明的濕型砂具有足夠高的型砂綜合性能，用該濕型砂工藝造型并澆注后，可有效控制鑄造缺陷，得到紋飾清晰、層次分明、立體感強的銅合金浮雕裝飾板。本發明的濕型砂工藝不僅適用于手工造型，也可用于機器造型，澆注后的面砂可作為背砂回用，生產工序簡單、效率高，便于實際生產應用。圖1是本發明銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝程序框圖。具體實施例方式為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明以下實施例中，在相同試驗條件下，試樣的濕態強度(濕壓強度、濕拉強度)高，說明型砂造型性能好，并能降低鑄件出現砂孔、疏松、脹砂缺陷的幾率；試樣的熱濕拉強度高，能防止鑄件出現夾砂缺陷；型砂的含水量低，能減少鑄件氣孔缺陷。實施例1將lkg石英砂、100g鈉基膨潤土和l.Og硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入3g相對分子質量200的聚乙二醇與33g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。實施例2將lkg石英砂、80g鈉基膨潤土和1.8g硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入3g相對分子質量1500的聚丙烯酸鈉與27g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作^50mmX50mm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。實施例3將lkg石英砂、80g鈉基膨潤土和2.5g硅酸鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入lg相對分子質量500的聚乙二醇與40g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作^50mmX50mm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。實施例4將lkg石英砂、70g鈉基膨潤土和l.Og氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入5g相對分子質量1200的聚丙烯酸鈉與23g水(水土比1:3)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。實施例5將lkg石英砂、70g鈉基膨潤土和1.8g氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入lg相對分子質量1000的聚丙烯酸鈉與35g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。實施例6將lkg石英砂、50g鈉基膨潤土和2.5g氧化鋁耐火纖維加入SHN碾輪式混砂機中干混2min，再加入5g相對分子質量800的聚乙二醇與25g水(水土比1:2)的混合液濕混15min后出砂。制作05OmmX5Omm圓柱形標準試樣，用SQY液壓強度試驗機測定試樣的濕壓強度；制作濕拉專用試樣，用SLR熱濕拉強度試驗儀測定試樣的濕拉強度和熱濕拉強度；用SGH雙盤紅外烘干器測定型砂的含水量。上述各實施例中，所用石英砂為100/200目的石英砂；所用的耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，其纖維直徑<5.0(^1，纖維長度〈3mm。上述各實施例的測試結果在表1中示出。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據測試數據可以看出，采用本發明的濕型砂工藝后，在型砂含水量較低時，型砂的強度性能較現有技術得到了明顯的改善，具有優良的綜合性能，可以作為面砂造型，從而使鑄件表面得到紋飾清晰、層次分明的銅合金浮雕圖案。權利要求1.一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，其特征在于由原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成，其中膨潤土加入量是原砂質量的5％～10％，耐火纖維加入量是原砂質量的0.10％～0.25％，水溶性高分子加入量是原砂質量的0.1％～0.5％，水的加入量按水土比(質量份)1∶2～1∶3計。2.根據如權利要求1所述的銅合金浮雕裝飾板用濕型砂，其特征在于所述的原砂為100/200目石英砂；膨潤土為鑄造用鈉基膨潤土；耐火纖維為硅酸鋁或氧化鋁短纖維，纖維直徑〈5.(Him，纖維長度〈3mm;水溶性高分子為低分子量聚乙二醇或聚丙烯酸鈉，其中聚乙二醇的相對分子質量為200~800，聚丙烯酸鈉的相對分子質量為1000-1500。3.—種上述銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，按上述成分比例稱取原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水；將原砂、膨潤土和耐火纖維加入碾輪式混砂機或轉子式混砂機中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。4.根據權利要求3所述的銅合金浮雕裝飾板用濕型砂的制備工藝，其特征在于將原砂、膨潤土和耐火纖維加入碾輪式混砂機或轉子式混砂機中干混210min;再加入水溶性高分子與水的混合液濕混1525min后出砂。全文摘要本發明公開了一種銅合金浮雕裝飾板用濕型砂及其制備工藝，該濕型砂由原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水組成。該制備工藝為按份比例稱取原砂、膨潤土、耐火纖維、水溶性高分子和水，將原砂、膨潤土和耐火纖維加入碾輪式混砂機或轉子式混砂機中干混均勻；再加入水溶性高分子與水的混合液濕混均勻后出砂。本發明的濕型砂具有足夠高的型砂綜合性能，用該濕型砂工藝造型并澆注后，可有效控制鑄造缺陷，得到紋飾清晰、層次分明、立體感強的銅合金浮雕裝飾板。本發明的濕型砂工藝不僅適用于手工造型，也可用于機器造型，澆注后的面砂可作為背砂回用，生產工序簡單、效率高，便于實際生產應用。文檔編號B22C1/00GK101433941SQ20081020404公開日2009年5月20日申請日期2008年12月4日優先權日2008年12月4日發明者周聯山,季敦生,於有根,筠朱申請人:上海市機械制造工藝研究所有限公司