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[业务]免硬化解决分层水玻璃精密铸造制壳面层、过渡层新工艺
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&&&&&&&&&&&&模壳硬化剂及其生产方法
专利名称模壳硬化剂及其生产方法
技术领域本发明涉及一 模壳硬化剂，尤其涉及一种以废盐酸为原料之一生产结晶氯化 铝，以及采用结晶氯化铝、氯化铵、化工助剂之间的相互混合而复配制成的精密铸造用复合 硬化剂，本发明还涉及该硬化剂的生产方法。
背景技术精密铸造因生产出的铸件精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工 就直接使用，而广泛应用于电子、石油、化工、能源、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、 泵和阀等制造行业。目前，国内外精密铸造生产大部分采用水玻璃作为粘结剂，在水玻璃型壳制壳工 艺中，硬化是一个十分重要的环节，只有通过硬化才能使型壳获得足够的湿强度。目前精铸 行业普遍采用氯化铵、氯化铝、氯化镁三种硬化剂，实践证明，这三种硬化剂各有其不同特
点ο氯化铵是生产中最早应用的硬化剂，它具有扩散硬化速度快、工艺受气候影响小、 型壳质量稳定、残留强度低、脱壳性好及操作方便等优点，但其缺点是型壳高温强度低，在 生产过程中产生大量氨气，污染环境，腐蚀设备，严重影响人们的身体健康；氯化铝作硬化 齐U，优点是型壳强度及抗热变形能力较高，生产时不产生有害气体，不足是型壳残留强度 高，硬化速度慢，铸件表面质量差，材料价格高；采用氯化镁作硬化剂，优点是价格低廉、货 源充足，生产时不产生有害气体，型壳湿强度高、残留强度较低，但其型壳耐高温强度不及 氯化铝，铸件表面质量不及氯化铵。近些年来，研究人员开始对氯化铵、氯化镁及氯化铝三种硬化剂混合硬化进行探 索，经大量试验，取得了相对满意的效果，但仍然未能很好的解决生产中环境污染、腐蚀设 备、硬化速度慢、型壳强度低以及硬化剂储存时间短和易变质等问题。另外，随着人们环保观念的日益加强，化工企业对“三废”处理也越来越重视。很 多化上企业每年要排放大量的废盐酸，这些废酸的处理是环境安全亟待解决的问题。
为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种模壳硬化剂及其生产方 法，利用废盐酸生产铸造用模壳硬化剂原料之一结晶氯化铝，再与氯化铵、化工助剂之间相 互混合复配，以实现使型壳残留强度低、硬化速度快、铸件质量高、风干时间短、价格低廉以 及利于环境保护的目的。本发明的设计思想是基于以厂矿废酸为原料生产硬化剂用结晶氯化铝，减轻环境 污染，另外基于对熔模铸造用模壳生产中以水玻璃作为粘结剂模壳硬化机理的认识，根据 氯化铵、氯化铝、氯化镁三种硬化剂在生产使用中的弊端，通过复配技术得到精密铸造用模 壳复合硬化剂。本发明提出的模壳硬化剂以结晶氯化铝、氯化铵为原料，以表面活性剂、分散剂、风干剂为化工助剂复合而成。本发明提出的模壳硬化剂的重量百分比组份含量为结晶氯化铝78 90% ；氯化 铵8 20% ；表面活性剂0. 1 ；分散剂0. 1 ；风干剂0. 1 1%。所述的结晶 氯化铝为将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1
1. 15 的比例加入反应釜中回流反应0. 5 1. 5h后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离。本发明按以下步骤进行(1)将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1
1.15的比例加入反应 釜中，回流反应0. 5 1. 5h小时；(2)反应完后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离，即得结晶氯化铝；(3)将重量百分比为结晶氯化铝78 90% ；氯化铵8 20% ；表面活性剂 0. 1 ；分散剂ο. 1 ；风干剂ο. 1 1%。本发明的一个重要特点是以工厂的废盐酸为其中原料，制成模壳硬化剂主要成分 结晶氯化铝。该方法充分利用废酸，大大减小了化工厂因废酸排放而造成环境压力，有效地 保护了环境。同时利用废酸为原料“变废为宝”，大大降低了结晶氯化铝的生产成本，为后续 生产廉价精密铸造用模壳复合硬化剂打下了基础。本发明的另外一个重要特点是，通过添加化工助剂及表面活性剂，使模壳的硬化 质量提高、风干时间缩短，硬化剂的储存时间也大为延长。本发明与现有技术相比具有以下优点1、型壳常温和高温强度高，壳型尺寸稳定性好，铸件成品率高；2、硬化过程中不产生有害气体，不易腐蚀设备，改善了劳动条件；3、制成型壳不仅强度高，杜绝漏钢跑火现象，撒砂层数少，壳层薄、增加了透气性， 降低了气孔的产生；4、在使用过程中因消耗量降低而大大节约了成本，且硬化工艺容易控制，有利于 降低铸件废品率，提高经济效益。
具体实施例方式实施例1 将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1
1、1的比例加入反应釜中，，回流反应0.5h 小时；然后打开真空泵(表压0. 06Mpa)减压脱水40min ；关闭蒸汽趁热将反应液放入冷凝 池中冷却结晶；将结晶物脱水干燥即得结晶氯化铝。以重量百分比含量计，取结晶氯化铝90 %，氯化铵8. 5 %，表面活性剂十六烷基磺 酸钾(硬脂酸铵、十二烷基苯磺酸铵、十六烷基磺酸钾、脂肪酸磺烷基酰胺、烷基硫酸酯、 十六烷基磷酸单酯其中的一种)0.7%，分散剂硅铝酸钠(硅铝酸钠、三聚磷酸钠、三乙基己 基磷酸、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯其中的一种)0.5%，风干剂脂肪醇聚氧乙烯醚(脂 肪醇聚氧乙烯醚、莫来粉、锆英粉其中的一种)0. 3%经搅拌、混合、复配即成新型精密铸造 用模壳硬化剂。实施例2 将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1
1、1的比例加入反应釜中，回流反应0.5h小 时；然后打开真空泵(表压0. 06Mpa)减压脱水40min ；关闭蒸汽趁热将反应液放入冷凝池中冷却结晶；将结晶物脱水干燥即得结晶氯化铝。以重量百分比含量计，取结晶氯化铝85%，氯化铵14%，表面活性剂十六烷基磺 酸钾(硬脂酸铵、十二烷基苯磺酸铵、十六烷基磺酸钾、脂肪酸磺烷基酰胺、烷基硫酸酯、 十六烷基磷酸单酯其中的一种)0. 5 %，分散剂硅铝酸钠(硅铝酸钠、三聚磷酸钠、三乙基己 基磷酸、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯其中的一种)0.3%，风干剂脂肪醇聚氧乙烯醚(脂 肪醇聚氧乙烯醚、莫来粉、锆英粉其中的一种)0. 2%经搅拌、混合、复配即成新型精密铸造 用模壳硬化剂。实施例3 将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1
1、1的比例加入反应釜中，回流反应0.5h小 时；然后打开真空泵(表压0. 06Mpa)减压脱水40min ；关闭蒸汽趁热将反应液放入冷凝池 中冷却结晶；将结晶物脱水干燥即得结晶氯化铝。以重量百分比含量计，取结晶氯化铝80%，氯化铵19%，表面活性剂十六烷基磺 酸钾(硬脂酸铵、十二烷基苯磺酸铵、十六烷基磺酸钾、脂肪酸磺烷基酰胺、烷基硫酸酯、 十六烷基磷酸单酯其中的一种)0. 4%，分散剂硅铝酸钠(硅铝酸钠、三聚磷酸钠、三乙基己 基磷酸、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯其中的一种)0.4%，风干剂脂肪醇聚氧乙烯醚(脂 肪醇聚氧乙烯醚、莫来粉、锆英粉其中的一种)0. 2%经搅拌、混合、复配即成新型精密铸造 用模壳硬化剂。
1.一种模壳硬化剂，其特征在于以结晶氯化铝、氯化铵为原料，以表面活性剂、分散 剂、风干剂为化工助剂复合而成。
2.根据权利要求1所述的模壳硬化剂，其特征在于所述的表面活性剂为硬脂酸铵、 十二烷基苯磺酸铵、十六烷基磺酸钾、脂肪酸磺烷基酰胺、烷基硫酸酯、十六烷基磷酸单酯 的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的模壳硬化剂，其特征在于所述的分散剂为硅铝酸钠、三聚磷 酸钠、三乙基己基磷酸、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的模壳硬化剂，其特征在于所述的风干剂为脂肪醇聚氧乙烯 醚、莫来粉、锆英粉的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的模壳硬化剂，其特征在于按重量百分比其组份含量为结晶 氯化铝78 90% ；氯化铵8 20% ；表面活性剂0. 1 ；分散剂0. 1 ；风干 剂0. 1
6.根据权利要求1所述的模壳硬化剂，其特征在于所述的结晶氯化铝为将氢氧化铝 加入反应釜中，与工业废盐酸回流反应后，将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离。
7.根据权利要求6所述的模壳硬化剂，其特征在于所述的结晶氯化铝为将氢氧化铝 与废盐酸以摩尔比为1
1.15的比例加入反应釜中，回流反应0.5 1.5 小时后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离。
8.根据权利要求1所述的模壳硬化剂的生产方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将氢氧化铝加入反应釜中，与工业废盐酸回流反应；(2)反应完后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离，即得结晶氯化铝；(3)将氯化铵、表面活性剂、分散剂、风干剂与结晶氯化铝混合。
9.根据权利要求8所述的模壳硬化剂的生产方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将氢氧化铝与废盐酸以摩尔比为1 1.02 1
1. 15的比例加入反应釜中， 回流反应0.5 1. 小时；(2)反应完后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离，即得结晶氯化铝；(3)将重量百分比为结晶氯化铝78 90%；氯化铵8 20% ；表面活性剂0. 1
1% ；分散剂0. 1 ~ 1% ；风干剂0. 1 1%。
一种模壳硬化剂及其生产方法，主要用于精密铸造模壳。将氢氧化铝与废盐酸加入反应釜中，回流反应后将反应液过滤、蒸发、结晶、离心、分离得结晶氯化铝；将结晶氯化铝78～90％；氯化铵8～20％；表面活性剂0.1～1％；分散剂0.1～1％；风干剂0.1～1％。混合。本发明型壳常温和高温强度高，壳型尺寸稳定性好，铸件成品率高；硬化过程中不产生有害气体，不易腐蚀设备，改善了劳动条件；制成型壳不仅强度高，杜绝漏钢跑火现象，撒砂层数少，壳层薄、增加了透气性，降低了气孔的产生；在使用过程中因消耗量降低而大大节约了成本，且硬化工艺容易控制，有利于降低铸件废品率，提高经济效益。
文档编号B22C1/10GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者汪万强, 田志高 申请人:襄樊市科民化工科技有限公司水玻璃及其涂料
一、水玻璃
是一种碱金属的硅酸盐，固体呈玻璃状，
溶于水形成水玻璃，
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该用户的其他资料
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