一種含稻殼灰的水溶性型芯及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種含稻殼灰的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得：稻殼灰30?40，凹凸棒土20?30，碳化硅1?2，聚丙烯酸鈉0.5?1，硫酸鎂5?10，氯化鈣5?10，羧甲基纖維素鈉1?2，異丙醇鋁0.1?0.15，山梨醇酐單油酸酯0.3?0.5，粘結助劑10?15。本發明的水溶性型芯具有良好的強度、穩定性和低吸濕性，不易發生開裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，節能環保，成本低，經濟實用。
【專利說明】
一種含稻殼灰的水溶性型芯及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及鑄造技術領域，尤其涉及一種含稻殼灰的水溶性型芯及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在制造工業中存在大量構件，其內壁呈薄壁復雜的結構，部分內腔幾乎封閉，有的連成一體。目前常用的樹脂芯、金屬芯等潰散性能差，鑄件澆注后內腔很難清理，影響鑄件內表面的光潔度和尺寸精度，無法滿足此類鑄件鑄造的需求。因此，開發高性能的水溶性型芯十分必要。
[0003]水溶性型芯是指以水溶性材料為粘結劑并添加填料，然后通過澆注、壓制燒結成型等不同的成型方式制成的型芯。鑄件澆注后，該型芯能在水中溶解潰散，達到清理型芯的效果。水溶性型芯具有不發氣，可降低鑄件缺陷、容易清除等特點，清理時不損傷鑄件，尤其適用于帶有復雜內腔及彎曲孔道的鑄件。并且，水溶性型芯容易再回收利用，節能環保，是一種較為先進的制芯技術，有著良好的應用前景。目前，水溶性型芯的綜合性能不佳，尚存在型芯強度差、易變形開裂、水溶潰散性不理想等缺陷，因此限制了其廣泛應用。稻殼灰的主要成分是二氧化硅，具有光滑、致密和斥水性，在水溶性型芯中添加稻殼灰作為原料，有助于提升型芯的尺寸穩定性，從而改善鑄件的質量。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高強度、低吸濕、節能環保的含稻殼灰的水溶性型芯及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種含稻殼灰的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得:
稻殼灰30-40，凹凸棒土20-30，碳化硅1-2，聚丙烯酸鈉0.5-1，硫酸鎂5_10，氯化鈣5-10，羧甲基纖維素鈉1-2，異丙醇鋁0.1-0.15，山梨醇酐單油酸酯0.3-0.5，粘結助劑10-15;
所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-
0.5，過硫酸銨0.01-0.015,木質素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯劑KH-570 0.1-0.2,水40-60；粘結助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80-90°C攪拌l_2h，然后加入其余原料60-700C、1000-1500r/min攪拌I_2h，冷卻后即得。
[0006]—種含稻殼灰的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量稱取原料，先將稻殼灰、凹凸棒土、碳化硅與聚丙烯酸鈉共同研磨l_2h，再與硫酸鎂和氯化鈣共同加入混料機高速混合10_15min，然后于600-700 °C燒結l_2h，冷卻后研磨至200-300目，得A組分；
(2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調至3-4后加入山梨醇酐單油酸酯并于85-95 0C攪拌2-4h，然后將溫度調至40-60 °C并加入其余原料攪拌I _2h，冷卻后得B組分；
(3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實，待其固化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據需要對其外形進行進行機械加工，即得含稻殼灰的水溶性型芯。
[0007]本發明的優點是:
本發明通過瓜爾膠、烯基琥珀酸酐、丙烯酸、木質素磺酸鈣和硅烷偶聯劑KH-570之間的復配及反應制得粘結助劑，有利于型芯的成型，并能有效改善型芯的抗拉性能和抗吸濕性；同時通過稻殼灰等原料的添加，使制得的水溶性型芯具有良好的強度、穩定性和低吸濕性，不易發生開裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，節能環保，成本低，經濟實用。
【具體實施方式】
[0008]—種含稻殼灰的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得:
稻殼灰30，凹凸棒土20，碳化硅I，聚丙烯酸鈉0.5，硫酸鎂5，氯化鈣5，羧甲基纖維素鈉I，異丙醇鋁0.1，山梨醇酐單油酸酯0.3，粘結助劑10;
所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3，丙烯酸0.5，烯基琥珀酸酐0.3，過硫酸銨0.01，木質素磺酸鈣I，硅烷偶聯劑KH-570 0.1，水40 ;粘結助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80°C攪拌lh，然后加入其余原料60°C、1000r/min攪拌Ih，冷卻后即得。
[0009 ] 一種含稻殼灰的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量稱取原料，先將稻殼灰、凹凸棒土、碳化硅與聚丙烯酸鈉共同研磨lh，再與硫酸鎂和氯化鈣共同加入混料機高速混合lOmin，然后于600°C燒結lh，冷卻后研磨至200目，得A組分；
(2)將異丙醇鋁加入60倍重量的水中，將pH調至3后加入山梨醇酐單油酸酯并于85°C攪拌2h，然后將溫度調至40°C并加入其余原料攪拌lh，冷卻后得B組分；
(3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合lOmin，然后裝填到模具中壓實，待其固化后脫模，于200°C下烘干12h，最后根據需要對其外形進行進行機械加工，即得含稻殼灰的水溶性型芯。
[0010]經檢驗，上述制得的水溶性型芯性能如下:
抗拉強度:6.3MPa ；
潰散性能:在水中完全潰散時間< 1min;
抗吸濕性能:空氣濕度80%的條件下放置24h，抗拉強度降低7.2%。
【主權項】
1.一種含稻殼灰的水溶性型芯，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得: 稻殼灰30-40，凹凸棒土20-30，碳化硅1-2，聚丙烯酸鈉0.5-1，硫酸鎂5_10，氯化鈣5-10，羧甲基纖維素鈉1-2，異丙醇鋁0.1-0.15，山梨醇酐單油酸酯0.3-0.5，粘結助劑10-15; 所述粘結助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，過硫酸銨0.01-0.015,木質素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯劑KH-570 0.1-0.2,水40-60；粘結助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質素磺酸鈣加入水中80-90°C攪拌l_2h，然后加入其余原料60-700C、1000-1500r/min攪拌I_2h，冷卻后即得。2.根據權利要求1所述的一種含稻殼灰的水溶性型芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按重量稱取原料，先將稻殼灰、凹凸棒土、碳化硅與聚丙烯酸鈉共同研磨l_2h，再與硫酸鎂和氯化鈣共同加入混料機高速混合10_15min，然后于600-700 °C燒結l_2h，冷卻后研磨至200-300目，得A組分； (2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調至3-4后加入山梨醇酐單油酸酯并于85-95 0C攪拌2-4h，然后將溫度調至40-60 °C并加入其余原料攪拌I _2h，冷卻后得B組分； (3)將A組分與B組分加入混料機后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實，待其固化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據需要對其外形進行進行機械加工，即得含稻殼灰的水溶性型芯。
【文檔編號】B22C1/20GK105964934SQ201610090160
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年2月18日
【發明人】張洪濱
【申請人】蚌埠市鴻安精密機械有限公司