专利名称：：一种吹气硬化制芯的方法
技术领域：
：本发明涉及铸造技术，特别提供了一种吹气硬化制备砂芯的方法。
背景技术：
：在铸造生产中采用的粘结剂和其制芯工艺直接关系铸件的质量，铸造生产力，劳动环境，生产成本及对生态环境的影响。过去铸造厂采用粘土砂烘干法制芯，后来采用植物油、合脂类热固性物质做砂芯粘结剂，砂芯用手工紧实，劳动条件恶劣，起模后须放入炉窑内烘烤几小时才能硬化、耗能高、生产周期长，砂芯易产生变形，搬运时破损率高，影响铸件质量。二战结束后，壳芯、热芯盒技术获得推广，壳芯、热芯盒采用热固性合成树脂做粘结剂，砂芯在模具内受热固化，砂芯硬化快，制芯质量好，制芯效率高，实现了砂芯的大批量机械化的生产，逐步取代了烘烤制芯工艺。1%8年Ashland公司发明了三乙胺冷芯盒法，实现了砂芯常温硬化，模具常温下操作，消除了模具热变形对砂芯尺寸的影响，制芯效率高、尺寸偏差小、节省能耗、劳动强度低，该工艺目前仍广泛应用。该工艺的缺点是粘结剂含氮，对氮气孔敏感的合金铸件应用受到限制。如各种碳钢、合金钢铸件；催化气体是各种胺(二甲基乙胺、三乙胺、三甲胺、及其混合物)，有毒、有刺激性气味。随着全世界对生态环境的关注，有毒、有味粘结剂的使用将逐步受到限制。为改善制芯对生态环境的影响。碱性酚醛树酯甲酸甲酯法、丙烯酸盐CC)2法、碱性酚醛树酯C02法先后问世，解决了吹硬气体有毒有味问题，但均没能彻底解决工艺上或环保上存在的问题。中国发明专利ZL97105026.0和ZL01133477.0的发明中使用水玻璃做粘结剂，使用的硬化气体为空气或空气和CrC4酯的混合物，基本做到了无毒、低气味。但以上二项发明存在起模强度偏低，在潮湿天气，砂芯强度损失大，影响其推广应用，需要进一步完善。
发明内容本发明的目的在于提供一种吹气硬化制芯的方法，该方法在生产过程中无毒、无气味，并且所生产出的产品芯具有更好的起模强度。本发明提供了一种吹气硬化的制芯方法，其特征在于一一所用制芯砂混合料的质量百分比为原砂92~99%;水玻璃0.97.0%;抗吸湿剂0.1-1.0%;其中的抗吸湿剂为三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有机酸酯或其混合物；一一所用吹硬气体体积百分比为-C2C4有机酯25-100%;dC2醇075O/o;空气、二氧化碳或氮气作为载体气体。本发明吹气硬化的制芯方法中，所用原砂选自水洗硅砂、擦洗硅砂、精选硅砂、整形硅砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、宝珠砂、旧砂再生砂。尤其是水洗硅砂，或者其水玻璃酯固化或水玻璃吹气硬化工艺旧砂的再生砂。本发明吹气硬化的制芯方法中，所用水玻璃为符合标准JB/T8835的铸造用水玻璃，符合标准Q/HYT.01的铸造用新型水玻璃。尤其选自S103、S102、S10KS106铸造用新型水玻璃。本发明吹气硬化制芯的方法，砂混合料中加入抗吸湿剂，砂芯在多雨的潮湿季节仍能保证具有0.3Mpa以上的抗拉强度。本发明砂混合物可用标准的连续式混砂机或间歇式混砂机混制。模具可采用通常冷芯盒用模具，气体发生器采用沈阳汇亚通制造的FXS气体发生器。本发明制芯可用手工方法紧实，也可采用射芯机射实成型。然后吹入硬化气体，吹入硬化气体的时间为l~120s;间歇l~10s、再吹入吹气温度30120。C热空气、二氧化碳或氮气10~150s，之后开盒取芯。本发明吹气硬化制芯方法中所用的C2-Q的有机酯最好选自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酯甲酯的任何一种或多种、最常用的为甲酸甲酯。本发明采用的抗吸湿剂最好选自三醋酸甘油酯，丙二醇醋酸酯、二乙二醇醋酸酯及其混合物。本发明吹气硬化制芯方法具有如下优点1、制芯用水玻璃为无机粘结剂，来源广、价格便宜、无毒、无味、制芯成本低、有利于改善劳动条件和保护生态环境。2、与胺气、二氧化硫相比，酯类、醇类气体无毒、无刺激性气味。3、粘结剂系统中不含氮、硫、磷等有害元素，有利于保证铸件质量。4、制备的砂芯抗湿性好，相对湿度95%以上环境中，24h试样抗拉强度大于0.3Mpa。5、用水玻璃粘结剂做砂芯，浇注时有相当热塑性、可以防止铸件产生热裂。是箱体、阀体、泵体铸钢件首选工艺。6、吹气气体，无毒无味、不用安装尾气处理设备，节省设备投资。7、制芯模具可用金属，塑料或木材制做，制造周期短，费用低。8、模具不需加热，因此尺寸变动小，制造砂芯尺寸偏差小，从而可以提高铸件尺寸精度。9、制芯的灵活性好，不仅可采用制芯机实现大批量铸件生产，也可用于手工制芯用于单件小批量铸件的生产。10、制芯节省能耗，旧砂可以再生回用。具体实施例方式实施例1:称取检定铸造粘结剂用标准砂1200g放入ST195型水泥胶砂搅拌机，加入符合JB/T8835标准的ZS2.50铸造用水玻璃30g、三醋酸甘油酯3g，搅拌60s出砂，将上述混好的砂混合料加入Z861射芯机射砂筒内，用Z861射芯机在0.4M).6Mpa气压下射实标准"8"形试样，取下射砂筒，密封射砂口，开启FXS气体发生器电磁阀，使含甲酸甲酯60%、乙醇40%、空气体积占硬化混合气体的30%，通入芯盒1030s，关闭硬化气体气源，间歇3s，开启吹热空气气阀，通入50100。C热空气6080s，吹气结束后，停止供气，开启芯盒，取出"8"形试样。用SWY型液压强度试验机，测"8"试样即时抗拉强度和室内放置24h测抗拉强度，列入表l。实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7、实施例8分别取符合标准JB/T8835,ZS2.卯铸造用水玻璃和符合标准Q/HYT.01标准铸造用新型水玻璃SIOI、S102、S103、S104、S105、S106，其他条件与实施例l相同，所得检测强度列入表l。表1不同水玻璃对力学性能的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例17、实施例18、实施例19、实施例20、实施例21、实施例22、实施例23、实施例24，实施程序和实施例l相同，采用水玻璃为SIOI，加入量为30g，吹硬气体为甲酸甲酯50%，乙醇20%。载体为空气，吹气温度和吹气时间列入表3，未列入表3的条件与实施例1相同，实施例17、实施例18、实施例19、实施例20、实施例2K实施例22、实施例23、实施例24所测"8"试样力学性能列入表3。表3不同吹气温度对力学性能的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例31、实施例32、实施例33、实施例34、实施例35、实施例36、实施例37、实施例38、实施例39,实施程序与实施例1相同，加入S101水玻璃30g，抗吸湿剂加入条件见表5，吹硬试样的其他条件与实施例1相同，试样吹硬后放入相对湿度95100%的干燥器中，干燥器中温度为30~35°C，放置24h,测抗拉强度并列入表5。对比例40实施程序与实施例1相同，加入S101水玻璃30g，不加抗吸湿剂，其他条件与实施例31—实施例35相同，所测抗拉强度列入表5。表5在高湿条件下加入抗吸湿剂对力学性能的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>实施例41、实施例42、实施例43、实施例44、实施例45、实施例46、实施例47、实施例48、实施例49，采用的原砂分别为水洗硅砂、擦洗硅砂、精选硅砂、整形硅砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、宝珠砂、精选硅砂、酯固化水玻璃砂旧砂再生砂。加入条件见表6，实施程序，其他实施条件与实施例1相同，吹硬后"8"试样力学性能列入表6。实施例50砂混合料按实施例1条件实施，将砂混合料装入手工吹气"8"形试样芯盒、手工紧实、刮平，压紧吹气板，开启FXS气体发生器电磁阀，使含甲酸甲酯60%、乙醇40%、空气体积占硬化混合气体的30%，通入芯盒10~30s，关闭硬化气体气源，间歇3s，开启吹热空气气阀，通入50~100°C热空气60~80s,吹气结束后，停止供气，开启芯盒，取出"8"形试样。用SWY型液压强度试验机，测"8"试样即时抗拉强度和室内放置24h测抗拉强度，列入表6。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求1、一种吹气硬化的制芯方法，其特征在于——所用制芯砂混合料的质量百分比为原砂92～99％；水玻璃0.9～7.0％；抗吸湿剂0.1～1.0％；所用抗吸湿剂为三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有机酸酯或其混合物；——所用吹硬气体体积百分比为C2～C4有机酯25～100％；C1～C2醇0～75％。2、按照权利要求1所述吹气硬化的制芯方法，其特征在于空气、二氧化碳或氮气作为载体气体，占硬化气体体积量的5~40%。3、按照权利要求2所述吹气硬化的制芯方法，其特征在于空气、二氧化碳或氮气作为载体气体，占硬化气体体积量的25~35%。4、按照权利要求1所述吹气硬化的制芯方法，其特征在于所用原砂选自水洗硅砂、擦洗硅砂、精选硅砂、整形硅砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、宝珠砂、旧砂再生砂。5、按照权利要求4吹气硬化的制芯方法，其特征在于原砂选自水洗硅砂，或者其水玻璃酯固化或水玻璃吹气硬化工艺旧砂的再生砂。6、按照权利要求1所述吹气硬化的制芯方法，其特征在于所用水玻璃为符合标准JB/T8835的铸造用水玻璃，符合标准Q/HYT.01的铸造用新型水玻璃。7、按照权利要求6吹气硬化的制芯方法，其特征在于制芯用水玻璃选自S103、S102、SlOl、S106铸造用新型水玻璃。8、按照权利要求1吹气硬化的制芯方法，其特征在于有机酯选自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酯甲酯的任何一种或多种。9、按照权利要求8吹气硬化的制芯方法，其特征在于为甲酸甲酯。全文摘要一种吹气硬化的制芯方法，其特征在于所用制芯砂混合料的质量百分比为水玻璃0.9～7.0％；抗吸湿剂0.1～1.0％；原砂余量；所用抗吸湿剂为三醋酸甘油酯、二醋酸甘油酯、醋酸甘油酯、二乙二醇醋酸酯、丙二醇醋酸酯、其他多元醇有机酸酯或其混合物；所用吹硬气体体积百分比为C<sub>2</sub>～C<sub>4</sub>有机酯25～100％；C<sub>1</sub>～C<sub>2</sub>醇0～75％。本发明方法在生产过程中无毒、无气味，并且所生产出的产品芯具有更好的起模强度。文档编号B22C9/10GK101293271SQ20071001108公开日2008年10月29日申请日期2007年4月24日优先权日2007年4月24日发明者余明伟申请人:沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司