[发明专利]一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法

说明书

本发明公开了一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，包括：硅砂、改性无机粘结剂和粉料溃散剂；改性无机粘结剂包括无机粘结剂和改性剂，无机粘结剂是以硅酸盐为基础的粘结剂，改性剂包括磷酸盐、硼酸盐和偏铝酸盐，用于对无机粘结剂改性；粉料溃散剂为无机盐类和有机粉末的混合物；包括如下重量份的各物质：硅砂100份、改性无机粘结剂2‑5份以及粉料溃散剂1‑3份；在无机粘结剂改性过程中添加溃散改性剂，并在混砂过程中添加粉料溃散剂，显著提高了无机粘结剂型砂的溃散性，使无机粘结剂砂型在浇注后大幅降低残留强度，易于铸件清理，可使铸件较容易与型砂剥离，利于清砂，降低工人劳动强度。

技术领域

本发明涉及铸造辅助材料领域，尤其涉及一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法。

背景技术

进入二十一世纪，全球化的政治、经济和社会得到极大发展，人类社会对环境的保护意识得到极大强化，在此背景条件下，国家不断出台各种方针和政策，指导和引导社会向可持续性发展转型，铸造行业中高能耗、高污染与此趋势格格不入，这种现象已经引起全世界铸造工作者的强烈关注，绿色铸造，保护环境，成为铸造业者的共同心声，从树脂砂大规模应用于铸造生产以来，其所产生的化学污染日益严重，国内外研究者们积极开展广泛研究，力图更快找到一种新的造型材料，克服缺点，增强优点，降低生产成本，并取得了可喜的进展。

从2001年开始，无机粘结剂的粘结性能和硬化特性研究在德国Hannover大众汽车厂铸造车间得到迅速开展，该公司研究人员主要是针对磷酸盐和硫酸盐无机粘结剂的砂型铸造进行了大量的前期生产性试验，并且根据研究目的制定了详细的工作计划，其研究目的是使用诸多必要的控制措施达到使该公司在砂型铸造制芯工作中全部采用无机粘结剂砂。并通过采集试验数据对各种不同造型粘结剂的生产效率及其生产流程进行分析对比，并对现有实际生产中的制芯工艺进行了分析和评价。

2003年，GIFA博览会上展出了一些新开发的无污染硅酸盐系的和盐基类的新型无机粘结剂，这些无机粘结剂研究开发的主要目的是克服其在目前生产中的固有缺点，扩大已有的优势，使之更适应铸造生产不断发展的低成本要求。无机粘结剂的主要优点有：(1)原辅材料来源方便，采购成本低，使用安全；(2)造型、制芯过程中可采用多种硬化方式(如气硬、热硬和自硬等)综合处理；(3)制备过程中很少有有毒气体和固体污染物排放；(4)使用过程中排放的有毒气体、冷凝物和气味均很少，有利于铸造作业环境改善；(5)制备的砂芯耐热性高、热稳定性好等。但是，也经常出现如下缺点：(1)有时制备的砂芯强度低，抗湿性差；(2)造型、制芯时粘结剂加入量多；(3)型芯砂的残余强度较高、砂芯溃散性差，出砂困难；(4)铸件焊补和清铲的工作量大；(5)旧砂再生回用困难等。

针对这些问题，国内外铸造工作者进行了一系列的研究，如中国专利CN105440957A，其公开了一种钾水玻璃粘结剂，其特征在于，它包括以下质量份的原料：钾水玻璃30～50份、白炭黑8～14份、氧化镁14～28份、氯化镁5～10份、硫酸镁5～10份、缩合磷酸铝5～10份、平平加O5～12份和水6～12份。但是该技术方案不能有效改善无机粘结剂砂的抗湿性以及溃散性的问题；在专利DE 2856267 A1中介绍了通过对水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到3％，而即时强度达到0.4Mpa，一小时强度达到1.7Mpa。在专利DE102007045649 A1中介绍了通过对水玻璃的改性使水玻璃的加入量降低到2％，而使水玻璃砂的即时强度达到2.0Mpa，一小时强度达到3.8Mpa。通过各国科研工作者对水玻璃研究的不断深入，使造型过程中水玻璃的加入量、水玻璃砂的强度问题已不断被解决，但是水玻璃砂的溃散性差的问题仍然是其在铸造行业中发展的瓶颈，现有技术中由于无机粘结剂中不含易分解物质等成分，导致无机粘结剂砂虽然有较高的强度等性能指标，却因为没有良好的溃散性能，在浇注后铸件难以型砂剥离，铸件清理困难，以上问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂，包括：