[发明专利]一种兰炭粉组合物、含有该组合物的型砂及在铸造中的应用

说明书

本发明涉及一种兰炭粉组合物、含有该组合物的型砂及在铸造中的应用，属于材料学领域，具体涉及铸造材料及铸造工艺。组合物含有兰炭粉和机油、沥青、石墨粉中的一种或二种或三种的混合物。将回用砂、新砂、膨润土、兰炭粉组合物混合后制成型砂，可用于铸造。使用本发明提供的兰炭粉组合物或型砂进行铸造，用料少成本低，灰份及含硫量低，不存在灰分塞堵型砂空隙、吸收大量的水分进而形成铸件气孔亦或形成铸件砂眼等问题，使得铸件品质提升，同时极大程度改善了车间环境的同时减少环境污染。

技术领域

本发明涉及材料学领域，具体涉及铸造材料及铸造工艺。

背景技术

目前国内外铸造行业铸铁湿型生产中，普遍采用铸造煤粉。铸造煤粉的加入量根据铸件大小、合金材质及造型方法的不同而有所差别，一般为3～8％。但铸造煤粉还是存在一些缺点，煤粉中灰份及含硫量高。煤粉中的灰分、硫分均为有害物质，灰分塞堵型砂空隙，且吸收大量的水分。水分在金属液高温作用下，形成气相，急烈膨胀，过多膨胀的气体难以从砂粒间排出即进入金属液中形成铸件气孔，亦或气体将型砂表面爆裂脱落，形成铸件砂眼。生产过程中煤粉不断添加，使灰分也不断积累增多，恶性循环，使铸件成品率严重下降。为解决此关键问题，型砂中需补充大量新砂，从而增加了生产成本。而且铸造煤粉使用过程中产生大量细颗粒物(PM_2.5、PM₁₀等)，又是造成铸造车间劳动环境恶化的主要原因之一。另外，煤粉中的硫分进入金属液中将降低铸件的机械性能。

发明内容

为解决上述铸造中使用铸造煤粉影响铸件成品率及铸件机械性能，同时生产成本高、污染环境等问题，本发明提供一种兰炭粉组合物、含有该组合物的型砂及在铸造中的应用。

上述兰炭粉组合物含有兰炭粉，还含有机油、沥青、石墨粉中的一种或两种或三种的混合物。

上述兰炭粉含水量1(wt)％-10(wt)％，粒度为180目-200目；石墨粉粒度为100-180目，沥青粒度为100-180目。

上述兰炭粉组合物中，各组分按质量分数计，兰炭粉含量为50-99％，机油、沥青、石墨粉中的一种或两种或三种的混合物的总含量为1-50％，其中机油的含量为0％-2％。

上述兰炭粉的制备方法为：将兰炭(又称半焦、焦粉)脱水至含水量1(wt)％-10(wt)％，粉碎过筛至粒度为180目-200目即可；上述脱水，指自然晾晒或烘干塔内100℃-150℃烘干。

上述兰炭粉组合物的制备方法为：将上述粒度和质量分数的兰炭粉与机油、沥青、石墨粉中的一种或两种或三种的混合物混合均匀即可。

本发明还提供上述兰炭粉组合物在铸造中的应用，具体为：(1)制砂：制备含有兰炭粉组合物的型砂备用；(2)造型：利用步骤(1)得到的型砂造型；(3)浇注；(4)打箱、清砂。

上述步骤(1)型砂的制备方法为：将回用砂、新砂、膨润土、兰炭粉组合物按照回用砂95-98份，新砂2-5份，膨润土0.33-0.5份，兰炭粉组合物0.2-0.8份的重量份比例干混后，加入总重量2％-5％的水湿混即得到含有兰炭粉组合物的型砂。上述除兰炭粉组合物外所有原料在干混前经过粉碎过筛，所述过筛为过80-150目筛。

本发明还提供含有上述兰炭粉组合物的型砂，含有回用砂，新砂，膨润土，兰炭粉。

优选的，上述型砂中，各个组分按质量份数计，含有回用砂95-98份，新砂2-5份，膨润土0.33-0.5份，兰炭粉组合物0.2-0.8份。