水玻璃与树脂混合COSUB2/SUB硬化法.pdf

本发明涉及一种水玻璃与树脂混合CO2硬化法，主要用于用于铸件的砂型铸型，属铸造砂型制造领域。新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：旧砂100％，水玻璃2～5％；或面砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO2气体使铸型硬化。优点：把CO2硬化水玻璃和CO2硬化酚醛树脂联合起来使用，在浇注前这两者共同起到粘结作用，使铸型得到高的强度，而在浇注后，树脂粘结剂在高温下被焦化，破坏粘结剂间的连结，从而根本解决溃散性问题。

1、  一种水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：(重量)面砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：旧砂100％  水玻璃2～5％；或面砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体使铸型硬化。

2、  根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂100％  水玻璃2％  树脂2％，背砂：旧砂100％  水玻璃3.5％。

3、  根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂100％  水玻璃1％  树脂4％，背砂：旧砂100％  水玻璃2％。

4、  根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂100％  水玻璃4％  树脂1％，背砂：旧砂100％  水玻璃5％。

5、  根据权利要求1所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂100％  水玻璃3％  树脂3％，背砂：旧砂100％  水玻璃4％。

6、  一种水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：(重量)面砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％、水适量，背砂：旧砂100％、水玻璃2～5％；或面砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％  水适量，背砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％、水适量，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体使铸型硬化。

7、  根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂40％、旧砂60％、水玻璃3％、树脂2％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃3％。

8、  根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃2％。

9、  根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂30％、旧砂70％、水玻璃5％、树脂5％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃4％。

10、  根据权利要求6所述的水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，其特征是：面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃5％。

水玻璃与树脂混合CO₂硬化法
技术领域：
本发明涉及一种水玻璃与树脂混合CO₂硬化法，主要用于用于铸件的砂型铸型，属铸造砂型制造领域。
背景技术：
水玻璃砂：水玻璃是在铸造生产中应用比较广的无机粘结剂，它的硬化方法有多种，但应用最广泛的是CO₂硬化法。CO₂水玻璃砂有许多优点：一是硬化快，易控制，生产效率高；二是铸型强度高，铸件质量好；三是高温退让性好，铸件不易产生热裂缺陷；四是价格便宜，生产成本低(每吨2000多元)。但它存在无法克服的缺点：一是铸型残留强度高、溃散性差，铸件清理困难；二是铸型易吸潮，保存性不好；为改善溃散性，减少水玻璃加入量时，硬化反应后，铸型粉化，表面强度低，不能满足使用要求。但它的根本缺点是浇注后铸型残留强度高，溃散性差。由于水玻璃粘结剂用于铸造生产具有许多优点，铸造工作者在大力研究水玻璃砂，如研究改性水玻璃砂，在水玻璃中加入有机物等，力图保持其优点，克服其缺点，但到目前为止还没有突破性进展。
合成树脂砂：合成树脂砂作为铸造粘结剂在国外得到了广泛的应用。现在树脂砂种类繁多，硬化方式也多种多样。CO₂硬化碱性酚醛树脂是一种新型的粘结剂，它硬化速度快，生产效率高，铸型强度高，残留强度低，溃散性好，但它价格昂贵(每吨12000元以上)，生产成本太高，目前它主要使用在对出砂性要求非常高的型芯上，而对于一般或要求出砂性不是特别高的型芯上，由于受价格因素的制约均不使用。因此，合成树脂砂作为铸造粘结剂至今无法广泛推广应用。
发明内容：
设计目的：避免背景技术中的不足之处，通过将水玻璃和合成树脂两种粘结剂的组合，找出一种各方面都能满足铸造生产要求的理想的粘结剂，以达到生产效率高、铸型强度高、溃散性好、生产成本低的目的。
设计方案：对于CO₂硬化水玻璃砂出砂性困难问题，人们也试图减少水玻璃量来改善出砂性，当水玻璃加入量少时，不但溃散性达不到人们所期望的程度，却大大降低铸型表面强度，不能满足使用。人们也试图在水玻璃中加入有机物来改善它的溃散性，但当有机物加入少时，效果并不大，加入多时又会影响强度。实验中，我们将同属碱性的水玻璃和粉醛树脂一起与砂子混合后，形成复合粘结剂，使用CO₂气体硬化，使生成的硅胶膜与树脂相互附着、相互粘结，共同起到粘结作用，而在浇注后，树脂粘结剂被焦化，破坏了粘结剂之间的连接，用它们各自的优点，弥补对方的不足，从根本上解决强度与溃散性之间的矛盾。大量的试验证明：采用本申请，铸型强度特别是表面强度大大提高，而铸型溃散性(铸型的加热温度一般在300℃-700℃之间)得到了根本的解决，如附图1所示。
技术方案1：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)面砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：旧砂100％水玻璃2～5％；或面砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，背砂：新砂100％、水玻璃1～4％、树脂1～4％，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体使铸型硬化。
技术方案2：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)面砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％、水适量，背砂：旧砂100％、水玻璃2～5％；或面砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％水适量，背砂：新砂30～50％、旧砂50～70％、水玻璃2～5％、树脂1～3％、水适量，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体使铸型硬化。
本发明与背景技术相比，一是把CO₂硬化水玻璃和CO₂硬化粉醛树脂联合起来使用，在浇注前这两者共同起到粘结作用，使铸型得到高地强度，而在浇注后，树脂粘结剂在高温下被焦化，破坏粘结剂间的连结，从而根本解决溃散性问题；二是本申请在使用树脂的同时，又大大降低了水玻璃的加入量，使铸型总合成价不仅大大低于合成树脂砂，而且出乎意料地大大低于水玻璃砂，取得了意想不到的技术效果和商业效果。
附图说明：
图1是本发明与背景技术残留强度对比曲线示意图。
具体实施方式：
实施例1：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃2％  树脂2％，背砂：旧砂100％  水玻璃3.5％。
实施例2：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃2％  树脂2％，背砂：新砂100％  水玻璃2％  树脂2％。
实施例3：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃1％  树脂4％，背砂：旧砂100％  水玻璃2％。
实施例4：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃1％  树脂4％，背砂：新砂100％  水玻璃1％  树脂4％。
实施例5：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃4％  树脂1％，背砂：旧砂100％  水玻璃5％。
实施例6：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃4％  树脂1％，背砂：新砂100％  水玻璃4％  树脂1％。
实施例7：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃3％  树脂3％，背砂：旧砂100％  水玻璃4％。
实施例8：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂100％水玻璃3％  树脂3％，背砂：新砂100％  水玻璃3％  树脂3％。
上述实施例1～8中，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体即可使铸型硬化，实施例1～8中各组份还可细分或相互重新交叉组合，其效果均可实现本申请的设计目的。
实施例9：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂40％、旧砂60％、水玻璃3％、树脂2％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃3％。
实施例10：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂40％、旧砂60％、水玻璃3％、树脂2％、水适量：背砂：新砂40％、旧砂60％、水玻璃3％、树脂2％、水适量。
实施例11：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃2％。
实施例12：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量。
实施例13：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂30％、旧砂70％、水玻璃5％、树脂5％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃4％。
实施例14：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂30％、旧砂70％、水玻璃5％、树脂5％、水适量；背砂：新砂30％、旧砂70％、水玻璃5％、树脂5％、水适量。
实施例15：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：旧砂100％、水玻璃5％。
实施例16：水玻璃与树脂混合CO₂硬化法(单位：重量)，面砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量；背砂：新砂50％、旧砂50％、水玻璃2％、树脂3％、水适量。
上述实施例9～16中，将水玻璃、树脂一起与砂子混合后，通入CO₂气体即可使铸型硬化，实施例9～16中各组份还可细分或相互重新交叉组合，其效果均可实现本申请的设计目的。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明只是说明性的，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。