一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺的制作方法

　　1、有机酯硬化水玻璃砂使用的有机酯是低毒性、低粘度、成分均匀的有机液体，对环境污染少，型砂强度高，而且粘结剂（水玻璃）加入量明显减少，在铸钢件生产中的应用越来越广泛。

　　2、有机酯硬化水玻璃砂的硬化过程包括三个阶段，第一阶段，有机酯在碱性水溶液中发生水解，生产有机酸或醇；第二阶段，有机酯和水玻璃粘结剂反应，使水玻璃模数升高，当反应时水玻璃的粘度超过临界值，型砂便失去流动性而固化；第三阶段，水玻璃进一步失水硬化。

　　3、由于有机酯硬化水玻璃砂的硬化原理，在生产的全部过程中，从填砂制芯到翻转起模，需要20-25min。

　　4、在铸钢件的生产中，对于在自动化生产线上打制的砂芯，由于生产线自身的流程节拍，有机酯硬化水玻璃砂的硬化时间不会阻碍生产进度，但部分砂芯由于形状、结构等原因，不适于在自动化生产线上打制，只能采用手工制芯，从填砂到砂芯建立强度到可以翻转起模，需要等待约20min，制约了生产进度，降低了生产效率。

　　5、公开号为cn106466704a的专利，公开了一种适用于镁橄榄石砂的有机酯硬化水玻璃砂及制备方法，包括水玻璃、助溶剂、可溶性碱、碱性酚醛树脂，所述各组分加入水玻璃，助溶剂，可溶性碱，碱性酚醛树脂；制备水玻璃过程中，通过添加助溶剂和可溶性碱，在水玻璃中加入的活性树脂。所述的一种适用于镁橄榄石砂的有机酯硬化水玻璃砂的制备方法，具体步骤如下：水玻璃改性：将水玻璃加热，保温，加入可溶性碱和助溶剂，加入碱性酚醛树脂，升温速度，冷却至室温，制成改性水玻璃。该发明针对镁橄榄石砂和水玻璃在造型制芯过程中各种特性，使得发明的粘结剂体系中同时具有有机粘结剂和无机粘结剂各自的优点，无机粘结剂成本较低、环保性强，应用于铸造技术领域中。但是该专利没解决起模时间比较久，生产效率较低的问题。公开号为cn101885035a的专利，公开了一种铸造用水玻璃的改性添加剂及该添加剂的生产的基本工艺与使用方法。由苯乙烯-丙烯酸酯乳液、脲醛树脂、季铵盐和水组成，各组分的质量分数为40％～65％苯乙烯-丙烯酸酯乳液，0％～10％脲醛树脂，0.1％～0.5％季铵盐，25％～55％水。通过对水玻璃砂旧砂进行干法回用，将其残留na2o含量控制在一些范围内，采用超低模数水玻璃与改性添加剂搭配，以延长全部或部分回用砂所混制型砂的可使用时间，并使型砂具有优良的工艺性能，水玻璃砂旧砂的回用率可达85％以上。而且本发明的水玻璃改性添加剂在常温下直接加入水玻璃中搅拌均匀即可，无需繁琐的加热-冷却工序，便于在造型现场的操作。同样没解决起模时间比较久，生产效率较低的问题。

　　1、本发明所要解决的技术问题是：怎么样才能解决背景技术中提到的制芯过程起模时间比较久，生产效率较低的问题。

　　2、本发明所采用的技术方案是：一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，该有机酯硬化水玻璃砂制芯的液料中芯砂、水玻璃、有机酯的质量比为100：（1.5～2）：(0.15～0.25)；在所述液料填砂完成后，扎出多条二氧化碳通道；将芯盒置于二氧化碳的环境中30s-40s，然后空气环境等待2-3min后翻转起模。

　　4、所述芯砂选用再生砂，按质量百分比计，残钠≤0.3%，微粉含量≤0.5%；所述水玻璃选择模数2.15，密度1.39g/cm3的水玻璃；所述有机酯为中酯。

　　6、本发明的有益效果是：本发明通过合适比例配置的液料，使其在制膜过程置于二氧化碳的环境中时能快速翻转起模，并且硬化的芯膜质量满足要求。本发明充分的利用了“向钠水玻璃砂中吹入co2气体，钠水玻璃能快速由液态变为固态”的硬化机理，大幅度减少了有机酯硬化水玻璃砂手工制芯，从填砂到砂芯建立强度到可以翻转起模的等待时间，提高了生产效率。

　　1.一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，其特征是：该有机酯硬化水玻璃砂制芯的液料中芯砂、水玻璃、有机酯的质量比为100：（1.5～2）：(0.15～0.25)；在所述液料填砂完成后，扎出多条二氧化碳通道；将芯盒置于二氧化碳的环境中30s-40s，然后空气环境等待2-3min后翻转起模。

　　2.根据权利要求1所述的一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，其特征是：所述二氧化碳通道的直径为8-10mm，二氧化碳通道深度至砂芯中部。

　　3.根据权利要求1所述的一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，其特征是：所述芯砂选用再生砂，按质量百分比计，残钠≤0.3%，微粉含量≤0.5%；所述水玻璃选择模数2.15，密度1.39g/cm3的水玻璃；所述有机酯为中酯。

　　4.根据权利要求1所述的一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，其特征是：所述有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺的环境和温度≤30℃。

　　本发明涉及铸造领域，一种有机酯硬化水玻璃砂复合制芯工艺，该有机酯硬化水玻璃砂制芯的液料中芯砂、水玻璃、有机酯的质量比为100：（1.5～2）：(0.15～0.25)；在所述液料填砂完成后，扎出多条二氧化碳通道；将芯盒置于二氧化碳的环境中30s‑40s，然后空气环境等待2‑3min后翻转起模。本发明通过合适比例配置的液料，使其在制膜过程置于二氧化碳的环境中时能快速翻转起模，并且硬化的芯膜质量满足要求。

　　技术研发人员：张玉磊,张纬,张纯,张文魁,王欢,魏俊良,孟雅楠,马旭,杨仙,杨兴政

　　1. 金属材料表面改性技术 2. 超硬陶瓷材料制备与表面硬化 3. 规整纳米材料制备及应用研究

　　1.数字信号处理 2.传感器技术及应用 3.机电一体化产品开发 4.机械工程测试技术 5.逆向工程技术研究

　　1.精密/超精密加工技术 2.超声波特种加工 3.超声/电火花复合加工 4.超声/激光复合加工 5.复合能量材料表面改性 6.航空航天特种装备研发

　　1. 先进材料制备 2. 环境及能源材料的制备及表征 3. 功能涂层的设计及制备 4. 金属基复合材料制备