[发明专利]高温金属铸造砂芯

说明书

技术领域

本发明有关一种铸造砂芯，特别是指一种高温金属铸造砂芯。

背景技术

铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间。铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。

铸造所使用的的砂芯多是由原砂(山砂或河砂)、粘土和水按一定比例混合而成，其中粘土约为9％，水约为6％，其余为原砂。有时还加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性能。制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。

目前针对一些温度较高的金属在铸造过程中，由于温度过高，如不锈钢达1000摄氏度以上方可实现铸造，使用如锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂制作砂芯，受高温作用，该型砂硬化的程度亦较高，如形成陶瓷等，如此对于一些特殊形状的不锈钢产品，对于砂芯的碎化清理则是业界较为困难的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有一定高温性能以满足高温金属的铸造，又便于碎化清理的高温金属铸造砂芯。

为实用上述目的，本发明的解决方案是：一种高温金属铸造砂芯，其主料为叶蜡石，溶剂为硅溶胶，二者混合形成砂芯。

所述主料由0-20％的高铝水泥与80％-100％叶蜡石进行混合而成，所述组份以重量计。

所述主料由0-20％的重烧氧化镁与80％-100％叶蜡石进行混合而成，所述组份以重量计。

所述主料中还加入占主料重量的1％-5％的氟硅酸钠混合。

所述溶剂的硅溶胶中加入硅酸钠，其占硅溶胶重量的2％-6％。

所述砂芯是由主料与相当于主料70％重量的溶剂进行混合，二者在常温下进行5秒至30秒的快速搅拌均匀，之后倒模，等常温10分钟至60分钟胶结后，进行脱模，干燥后完成砂芯。

采用上述方案后，由于本发明采用叶蜡石作为砂芯主料，利用硅溶胶作为溶剂，二者结合后短时间内产生粘合硬化，以形成具有一定支撑强度的砂芯，同时，二者都具有耐高温的特点；在高温金属铸造成型后，该砂芯具有易碎的特点，如此便于特殊形状产品成型后的型芯清理，相较采用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂形成如陶瓷等硬质型芯的清理更加方便与快捷，因而可以大大提高高温金属铸造加工的加工效率，有效降低型芯清理的生产成本。

具体实施方式

本发明的高温金属铸造砂芯，是由主料叶蜡石与溶剂硅溶胶混合而成。

因为主料叶蜡石是粘土矿物的一种，属结晶结构为2：1型的层状含水硅酸盐矿物，化学结构式为AL2[SI4O10](OH)2，理论化学组成为AL2O3 28.3％，SIO2 66.7％，H2O 5％。叶蜡石是低温热液蚀变形成的粘土矿物，属单斜日系，晶体结构高度无序；其具有质地细腻，硬度低，密度2.65-2.90/CM，耐火度大于1700摄氏度，绝缘、绝热性好，化学性能稳定，只有高温下才能被硫酸分解等特点；

而硅溶胶属胶体溶液，无臭，无毒，其胶体粒子微细(10-20MM)，有相当大的比表面积，粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时的分散性和渗透性都非常好；当硅溶胶的水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，是很好的粘合剂，且耐高温1500-1600摄氏度。

因此二者结合后完全可以满足高温金属型芯的铸造要求，在金属铸造后的型芯易碎，从而达到便于清理的功能，以适配特殊形状高温金属铸造产品，提高生产效率。

为增加该高温金属铸造砂芯的易碎性，其主料为0-20％的高铝水泥与80％-100％叶蜡石进行混合而成；或是0-20％的重烧氧化镁与80％-100％叶蜡石进行混合而成，所述的各组份是以重量计。高温水泥与重烧氧化镁都具有硬化时间短和一定的耐高温特点，在高温下还可保留原有强度的70％之多。加入主料中可以有效提高砂芯的强度。

为进一步提高砂芯的蓬松性，以便于清理，在主料中加入占主料重量的1％-50％的氟硅酸钠混合。

另溶剂的硅溶胶中加入硅酸钠，其占硅溶胶重量的2％-6％，二者进行混合，其目的是调整溶剂与主料混合后的硬化速度。

本发明的砂芯在具体制作时，是将主料与相当于主料70％重量的溶剂进行混合，二者在常温下进行5秒至30秒的快速搅拌均匀，之后倒模，等常温10分钟至60分钟胶结后，进行脱模，干燥后完成砂芯。

接着进行高温金属铸造：固定砂芯---射蜡---沾浆---脱蜡---烧结---铸造---冷却---清砂。