一種石墨砂冷鐵及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種石墨砂冷鐵及其制備方法，各組分按重量份數計為：硅砂15?20份、石墨顆粒?80?85份、陶土9?11份、合脂粘結劑13?17份、水?2?3份，制備時首先將廢舊的石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，在混砂機中分別加入石墨顆粒、硅砂、陶土和水，緩慢勻速向混砂機中加入合脂粘結劑，將混砂機中的原料置于芯盒中進行成型，成型后從芯盒中取出放入電阻爐內烘干處理，加熱溫度為300?350℃，加熱時間為3?4h，冷卻制得石墨砂冷鐵。本發明專利技術制備方法簡單，步驟易于操作，制備得到的石墨砂冷鐵能夠作為復雜鑄件表面的金屬冷鐵的取代品，能夠有效解決縮孔縮松的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種石墨砂冷鐵及其制備方法，屬于石墨砂制備

技術介紹
鑄件熱節部位容易產生縮孔或縮松缺陷，為了消除縮孔或縮松，工藝上一般會采用冷鐵或冒口。冷鐵大都采用金屬冷鐵，材質選用HT200或HT250等，少量企業選用石墨冷鐵。金屬冷鐵由于其自重較大，密度是型砂的4倍多，所以其擺放的位置受限，擺放在鑄件的側面或頂面可能掉落造成塌陷，從而引起鑄件的報廢；同時有使用次數限制，此外使用前要清理打磨焊干，要無銹無油污無濕氣。這對生產管理增加了難度。石墨冷鐵則沒有金屬冷鐵的上述缺點。但是石墨冷鐵的強度低，落砂時易破損，從而降低使用壽命，增加使用成本。一般情況下大石墨冷鐵磨損厲害的和大部分無法使用的小石墨冷鐵只能廢棄，造成浪費。為了使這些破損的石墨冷鐵能夠再利用，我們試制成功了石墨砂冷鐵。石墨砂冷鐵是將這些廢棄的石墨冷鐵加工成石墨粒子與硅砂混合。石墨砂冷鐵易于成型，能制作各種復雜形狀；對于某些鑄件表面需要放置冷鐵而現場操作不方便使用金屬冷鐵的地方，直接使用石墨砂打制當做冷鐵使用。石墨砂冷鐵能夠充分繼承石墨的具有比重輕，耐火度高，導熱系數大等優點，能夠起到激冷效果解決輸送問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述問題，提供了一種石墨砂冷鐵及其制備方法，制備方法簡單，制備得到的石墨砂冷鐵能夠有效解決縮松的問題。本專利技術采用如下技術方案：一種石墨砂冷鐵，各組分按重量份數計為：硅砂15-20份、石墨顆粒80-85份、陶土9-11份、合脂粘結劑13-17份、水2-3份。進一步的，所述硅砂的目數為30-70目，硅砂的灰份≤0.5%。進一步的，所述石墨顆粒為廢棄石墨冷鐵經破碎過篩制得。石墨砂冷鐵的制備方法，包括如下步驟：（1）將石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，去除粉末和大塊，選取30-70目的石墨顆粒；（2）按重量份數取15-20份的硅砂、80-85份的石墨顆粒、9-11份的陶土和2份的水加入至混砂機中充分攪拌5-8min；（3）緩慢勻速向混砂機中加入合脂粘結劑，繼續攪拌8-12min得到石墨砂冷鐵原料；（4）將混砂機中的原料置于芯盒中進行成型，成型后從芯盒中取出放入電阻爐內烘干處理，加熱溫度為300-350℃，加熱時間為3-4h；（5）將成型后的石墨砂冷鐵隨爐冷卻至室溫。進一步的，所述步驟（3）中合脂粘結劑在30-60s內加完。進一步的，所述步驟（4）中原料在芯盒中放置2-10min成型后取出。進一步的，所述步驟（4）中原料在放入芯盒過程中邊加入邊攪拌，使原料在芯盒中層層壓實，加入完畢后停止攪拌。本專利技術制備方法簡單，步驟易于操作，制備得到的石墨砂冷鐵能夠作為復雜鑄件表面的金屬冷鐵的取代品，能夠有效解決縮孔縮松的問題。附圖說明圖1為本專利技術中實施例一中的T字徑實驗的示意圖。圖2為本專利技術中實施例二中的實驗的示意圖。圖3為本專利技術中實施例三中的實驗的示意圖。附圖說明：石墨砂冷鐵1、石墨冷鐵2。具體實施方式下面將結合具體實施例對本專利技術作進一步的說明。本專利技術中的合脂粘結劑外購于東港市東宇合脂粘結劑廠。實施例一：一種石墨砂冷鐵，各組分按重量份數計為：硅砂15份、石墨顆粒85份、陶土9份、合脂粘結劑14份、水2份。制備方法為：（1）將石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，去除粉末和大塊，選取50目的石墨顆粒；（2）按重量份數取15份的硅砂、85份的石墨顆粒、9份的陶土和2份的水加入至混砂機中充分攪拌5min；（3）緩慢勻速向混砂機中加入合脂粘結劑，合脂粘結劑在30s內加完，繼續攪拌8min得到石墨砂冷鐵原料；（4）將混砂機中的原料置于芯盒中進行成型制備75mm×75mm×80mm的石墨砂冷鐵，原料在放入芯盒過程中邊加入邊攪拌，使原料在芯盒中層層壓實，加入完畢后停止攪拌，原料在芯盒中放置2min成型后從芯盒中取出放入電阻爐內烘干處理，加熱溫度為300℃，加熱時間為3h；（5）將成型后的石墨砂冷鐵隨爐冷卻至室溫。采用實施例一制備得到的石墨砂冷鐵進行T字筋實驗：實驗過程中左側放置石墨砂冷鐵1的為T字筋A，中間不放置任何冷鐵為T字筋B，右側放置石墨冷鐵2為T字筋C，石墨冷鐵和石墨冷鐵的大小相同。澆注溫度為1350-1360℃；材質為QT400-18ULT。鑄件開箱后進行超聲波探傷UT檢測，并對三塊鑄件進行解剖看其內部是否存在縮松。實驗示意圖如圖1。實驗結果顯示，T字筋B解剖實驗和UT檢測都存在縮松缺陷，T字筋A和C均未發現縮松。說明本專利技術制備得到的石墨砂冷鐵1的防縮松能力與石墨冷鐵2效果相同。實施例二：一種石墨砂冷鐵，各組分按重量份數計為：硅砂17份、石墨顆粒83份、陶土10份、合脂粘結劑15份、水2份。制備方法為：（1）將石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，去除粉末和大塊，選取60目的石墨顆粒；（2）按重量份數取17份的硅砂、83份的石墨顆粒、10份的陶土和2份的水加入至混砂機中充分攪拌8min；（3）緩慢勻速向混砂機中加入合脂粘結劑，合脂粘結劑在45s內加完，繼續攪拌9min得到石墨砂冷鐵原料；（4）將混砂機中的原料置于芯盒中進行成型制備200mm×175mm×70mm的石墨砂冷鐵，原料在放入芯盒過程中邊加入邊攪拌，使原料在芯盒中層層壓實，加入完畢后停止攪拌，原料在芯盒中放置8min成型后從芯盒中取出放入電阻爐內烘干處理，加熱溫度為350℃，加熱時間為3.5h；（5）將成型后的石墨砂冷鐵隨爐冷卻至室溫。如圖2所示，對實施例2制備得到的石墨砂冷鐵進行試驗檢測，試驗過程：某2.5MW后軸承座一處壁厚較厚，達200mm，此處是跟底座結合面，要求很高，不能有縮松縮孔，為此工藝上需要放置冷鐵。在此處把打制好的200mmX175mmX70mm的石墨砂冷鐵1放置好，且可以與砂型一起涂刷鋯英粉涂料，保證鑄件的表面質量。此前未使用石墨砂冷鐵時，該鑄件因此位置出現縮松問題引起的鑄件報廢率為5%，采用石墨砂冷鐵后因此位置縮松引起的鑄件報廢降低為1%。實施例三：一種石墨砂冷鐵，各組分按重量份數計為：硅砂20份、石墨顆粒80份、陶土11份、合脂粘結劑17份、水3份。制備方法為：（1）將石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，去除粉末和大塊，選取70目的石墨顆粒；（2）按重量份數取20份的硅砂、80份的石墨顆粒、11份的陶土和3份的水加入至混砂機中充分攪拌7min；（3）緩慢勻速向混砂機中加入合脂粘結劑，繼續攪拌12min得到石墨砂冷鐵原料；（4）將混砂機中的原料置于芯盒中進行成型制備小型的石墨砂冷鐵，原料在放入芯盒過程中邊加入邊攪拌，使原料在芯盒中層層壓實，加入完畢后停止攪拌，原料在芯盒中放置2-10min成型后從芯盒中取出放入電阻爐內烘干處理，加熱溫度為330℃，加熱時間為4h；（5）將成型后的石墨砂冷鐵隨爐冷卻至室溫。如圖3所示，對實施例三制備得到的石墨砂冷鐵進行試驗，試驗過程：某定子架的一處吊攀是整個鑄件以及后續裝配完畢之后的起吊裝置，客戶要求此處不能出現縮松，并且需要進行X射線探傷（RT檢測）。首件生產時由于沒有放置冷鐵UT檢測有縮松而報廢，為此決定采用石墨砂冷鐵。未按此方法進行生產，RT檢測時長發現縮松缺陷。按此方法生產10件鑄件經UT檢測和RT檢測未發現此處存在縮松缺陷。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石墨砂冷鐵，其特征在于：各組分按重量份數計為：硅砂15?20份、石墨顆粒?80?85份、陶土9?11份、合脂粘結劑13?17份、水?2?3份。

【技術特征摘要】
1.一種石墨砂冷鐵，其特征在于：各組分按重量份數計為：硅砂15-20份、石墨顆粒80-85份、陶土9-11份、合脂粘結劑13-17份、水2-3份。2.如權利要求1所述的石墨砂冷鐵，其特征在于：所述硅砂的目數為30-70目，硅砂的灰份≤0.5%。3.如權利要求1所述的石墨砂冷鐵，其特征在于：所述石墨顆粒為廢棄石墨冷鐵經破碎過篩制得。4.權利要求1所述的石墨砂冷鐵的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：（1）將石墨冷鐵進行破碎過篩制成石墨顆粒，去除粉末和大塊，選取30-70目的石墨顆粒；（2）按重量份數取15-20份的硅砂、80-85份的石墨顆粒、9-11份的陶土和2份的水加入至混砂機中充分攪拌5-8min；（3）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫桔，方怡，吳躍彬，王宇，李昀旻，
申請(專利權)人：江蘇一汽鑄造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32