[发明专利]一种生铁熔模铸造用粘结剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种生铁熔模铸造用粘结剂的制备方法，具体涉及铸造领域，利用本发明粘结剂制备的型壳不仅具有较高的力学性能，同时其透气性良好，在铸造时可以顺利排出气体，避免铸件产生气孔、浇不足等缺陷；本发明将宝珠砂反复焙烧淬火，制备成微米级别的颗粒，与改性膨润土制备成膨润土‑宝珠砂复合物，其依靠改性膨润土接枝的1,4‑萘二甲酸与宝珠砂表面的羟基发生反应，从而有机结合起来，得到的膨润土‑宝珠砂复合物不仅具有较好的韧性和流动性，其粘结性能较好，同时其热膨胀系数较低，在型壳焙烧后，增强型壳的抗弯强度。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，尤其是一种生铁熔模铸造用粘结剂的制备方法。

背景技术

熔模铸造，是一种简单的近成形工艺，可用于生产精度高、形状复杂的铸件，通常采用易熔材料制成可熔性模型，然后涂覆耐火涂料和撒砂，重复多次，制得型壳，再经过干燥和硬化等工序形成，通过水蒸气蒸汽或热水将蜡模融掉，然后将型壳置于炉中进行高温焙烧，取出焙烧后的型壳，待其冷却后，将高温金属液浇入其中，去壳后得到所需铸件。粘结剂是熔模铸涂料制备的主要原材料，不仅影响型壳及铸件的表层质量，对整个熔模铸造生产周期和成本也有很大的影响。

专利（公开号为CN106955966B）公开了一种铸造用无机粘结剂及其制备方法，其制备方法是在温度为45~65℃条件下在硅酸钠或硅酸钾钠中加入甲基硅酸盐或甲基硅油或烷基苯磺酸钠以及三聚磷酸钠或六偏磷酸钠，至体系澄清，但是该专利利用该无机粘结剂制备的型壳强度有待提高，并且透气性能较差，影响了型壳的使用性能。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种生铁熔模铸造用粘结剂的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种生铁熔模铸造用粘结剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将以重量份计的20-25份宝珠砂放入焙烧炉中，在300-350℃下焙烧3-5h，然后取出后进行淬火，接着再放入焙烧炉中，在400-420℃下焙烧1-2h，再次取出淬火，然后放入高能球磨机中，球磨至粒径为1-10μm，备用；

（2）将30-35份钠基膨润土进行改性处理，得到改性膨润土；

（3）将步骤（2）所得30-35份改性膨润土加入到其体积5-7倍的去离子水中，然后加入5-8份硫酸铜、15-20份1,4-萘二甲酸和步骤（1）所得20-25份宝珠砂，在50-60℃、200-230rpm下搅拌15-20min后，转入反应釜中，在155-160℃下反应12-15h，冷却、过滤、洗涤、烘干，得到膨润土-宝珠砂复合物；

（4）将步骤（3）所得30-40份膨润土-宝珠砂复合物加入到其体积5-10倍的去离子水中，加入5-10份羟甲基纤维素钠，在40-50℃、300-400rpm下搅拌分散20-30min，然后向其中加入80-120份氧氯化锆的乙醇溶液，并升温至75-78℃，然后向其中滴加质量分数3-5%的氢氧化钠溶液，至沉淀不在生成，然后向其中加入贝壳粉、聚乙烯醇，继续搅拌20-30min，得到改性二氧化锆溶胶。

进一步的，步骤（2）所述改性膨润土的制备方法为：将30-35份钠基膨润土放入球磨罐中，加入去离子水球磨15-20min，然后向其中加入8-12份溴化1-乙基-3-甲基咪唑，氮气保护条件下，在102-105℃、200-300rpm下回流反应7-10h，然后冷却，过滤，洗涤后在40-50℃干燥，得到改性膨润土。

进一步的，步骤（4）所述氧氯化锆的乙醇溶液质量分数为8-12%。