本發(fā)明涉及一種砂型鑄造方法，特別涉及一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法及所用水玻璃型砂，屬于型砂鑄造和型砂改進技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水玻璃型砂由于具有強度高，成本低，操作簡便，無毒環(huán)保等特點，近年來得到了鑄造工作者的廣泛重視，但是砂型鑄造存在的型砂潰散性差和鑄件氣體無法排出的缺陷，又限制了水玻璃型砂鑄造工藝的進一步發(fā)展，雖然眾多改性劑、潰散劑、排氣劑等被相繼投入生產(chǎn)應(yīng)用，潰散性和排氣性得到了相應(yīng)的改善，但是又會產(chǎn)生型砂強度下降、鑄件粘砂、清砂不方便和舊砂回用困難等問題，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

現(xiàn)有的型砂鑄造方法，一般的工藝過程是型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注—落砂—清理—檢驗與修補，澆注完后室溫冷卻再清砂，凝固過程中會有氣體排不出，鑄件存在因冷凝速度慢使共晶si顆粒變大而導(dǎo)致的鑄件性能差和因熔體表面優(yōu)先凝固使鑄件內(nèi)空氣無法排出而導(dǎo)致的空洞缺陷等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述不足而提供一種水玻璃型砂和基于水射流清砂的砂型鑄造方法，可解決型砂鑄造中型砂潰散性差、排氣不好、回收難、鑄件內(nèi)部存在空洞缺陷等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種水玻璃型砂，按重量份計，原料組分包括：石英砂92-96份、水玻璃3-6份、型砂潰散劑1-2份；所述的型砂潰散劑由下列原料組成：膨潤土、石墨、淀粉和糊精。

所述的型砂潰散劑由下列重量百分比的原料組成：膨潤土47-55％、石墨26-30％、淀粉9-13％、糊精8-12％。

所述的型砂潰散劑優(yōu)選由下列重量百分比的原料組成：膨潤土51％、石墨28％、淀粉11％、糊精10％。

所述的石英砂為過篩70目的普通石英砂；所述的水玻璃優(yōu)選模數(shù)為2.4的鈉水玻璃。

一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用水玻璃型砂，該水玻璃型砂按重量份計原料組分包括：石英砂92-96份、水玻璃3-6份、型砂潰散劑1-2份；所述的型砂潰散劑由下列原料組成：膨潤土、石墨、淀粉和糊精；

其中所述的澆注步驟完后，待澆注熔液降溫至700℃-650℃時，向型砂噴射水，使鑄件快速冷卻凝固，使型砂完全沖蝕潰散成散砂。

上述的型砂潰散劑優(yōu)選由下列重量百分比的原料組成：膨潤土47-55％、石墨26-30％、淀粉9-13％、糊精8-12％。

上述的水玻璃型砂優(yōu)選按重量份計原料組分包括：石英砂93份、鈉水玻璃5.5份、型砂潰散劑1.5份，型砂潰散劑重量百分比組成為：膨潤土51％、石墨28％、淀粉11％、糊精10％。

上述的水玻璃型砂的制備方法：按重量比分別稱取石英砂、型砂潰散劑和水玻璃，先將稱取的石英砂和型砂潰散劑用混砂機干混，再加入稱取的水玻璃濕混，得到水玻璃型砂。

上述的快速冷卻是噴射水流以0.1-0.4mpa的壓力和4-10mm/s的速度順序沖蝕型砂，使型砂完全沖蝕潰散成散砂。優(yōu)選噴射水流以0.4mpa的壓力和4mm/s的速度順序沖蝕潰散砂模。

本發(fā)明通過調(diào)制水玻璃型砂配方，使砂模具有良好的潰散性，解決了水玻璃型砂潰散性差的問題；通過噴射的水流以一定的壓力、流量和速度順序沖蝕潰散砂模，型砂水潰散性好，熔體被快速凝固，氣體被定向排出，解決了鑄件內(nèi)部存在的空洞缺陷問題，提高鑄件性能。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明水玻璃型砂具有成型性能好、硬化時間短、固化強度高、排氣效果好和極易水射潰散等特點；

(2)噴水快速冷卻可實現(xiàn)細(xì)化晶粒和定向排氣的目的，提高鑄件性能；

(3)本發(fā)明潰散后的散砂可實現(xiàn)回收再生使用，成本低，無污染，清潔環(huán)保，是一種新型綠色水玻璃型砂鑄造方法。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步說明。

本發(fā)明實施例中用的石英砂是過篩70目的普通石英砂，所用的鈉水玻璃模數(shù)為2.4。所用的水玻璃型砂的制備方法為：按各實施例重量比分別稱取石英砂、型砂潰散劑和水玻璃，先將稱取的石英砂和型砂潰散劑用混砂機干混10s，再加入稱取的水玻璃濕混2min，得到水玻璃型砂。

實施例1

一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用水玻璃型砂，該水玻璃型砂按重量份計原料組分包括：石英砂94份、鈉水玻璃5份、型砂潰散劑1份，型砂潰散劑重量百分比組成為：膨潤土50％、石墨30％、淀粉11％、糊精9％；所述的澆注步驟完后，待澆注熔液降溫至650℃時，向型砂噴射水流快速冷卻，噴射的水流以0.2mpa的壓力和8mm/s的速度順序沖蝕潰散砂模，快速凝固熔體，定向排出氣體，提高鑄件性能。用此方法成型的a356鋁合金抗拉強度達到316mpa。

實施例2

一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用水玻璃型砂，該水玻璃型砂按重量份計原料組分包括：石英砂93份、鈉水玻璃5.5份、型砂潰散劑1.5份，型砂潰散劑重量百分比組成為：膨潤土51％、石墨28％、淀粉11％、糊精10％；所述的澆注步驟完后，待澆注熔液降溫至680℃時，向型砂噴射水流快速冷卻，噴射的水流以0.3mpa的壓力和6mm/s的速度順序沖蝕潰散砂模，快速凝固熔體，定向排出氣體，提高鑄件性能。以此方法成型的a356鋁合金抗拉強度達到324mpa。

實施例3

一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用水玻璃型砂，該水玻璃型砂按重量份計原料組分包括：石英砂93份、鈉水玻璃5.5份、型砂潰散劑1.5份，型砂潰散劑重量百分比組成為：膨潤土51％、石墨28％、淀粉11％、糊精10％；所述的澆注步驟完后，待澆注熔液降溫至680℃時，向型砂噴射水流快速冷卻，噴射的水流以0.4mpa的壓力和4mm/s的速度順序沖蝕潰散砂模，快速凝固熔體，定向排出氣體，提高鑄件性能。以此方法成型的a356鋁合金抗拉強度達到338mpa。

實施例4

一種基于水射流清砂的砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用水玻璃型砂，該水玻璃型砂按重量份計原料組分包括：石英砂96份、鈉水玻璃3份、型砂潰散劑1份，型砂潰散劑重量百分比組成為：膨潤土47％、石墨30％、淀粉13％、糊精10％；所述的澆注步驟完后，待澆注熔液降溫至650℃時，向型砂噴射水流快速冷卻，噴射的水流以0.2mpa的壓力和8mm/s的速度順序沖蝕潰散砂模，快速凝固熔體，定向排出氣體，提高鑄件性能。用此方法成型的a356鋁合金抗拉強度達到313mpa。

對比例

砂型鑄造方法，包括型砂制備—造型—制芯—合箱—澆注步驟，其中的型砂制備中使用不加潰散劑的水玻璃型砂，所述的澆注步驟完后，向型砂噴射水流快速冷卻，噴射的水流以設(shè)備所能承受的水壓和速度均無法沖蝕潰散砂模，無法實現(xiàn)快速凝固熔體，定向排出氣體的目的。用此方法成型的a356鋁合金抗拉強度僅為196mpa。

以上是結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的詳細(xì)介紹，本發(fā)明的保護范圍不限于此。