一种铸造用烧结陶粒

技术领域

本发明涉及铸造材料领域，具体涉及一种铸造用烧结陶粒。

背景技术

铸造用砂是指铸造生产中用来配制型砂和芯砂的一种颗粒状耐火材料。铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂。

硅砂，主要是天然石英砂，石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO

非硅质砂种类较多，用途各异。有镁砂、锆英砂、铬铁矿砂、宝珠砂等。宝珠砂又名电熔陶粒、陶粒砂、珠宝砂、学名“熔融陶瓷砂”，具有耐高温，不破碎，无粉尘，球形，透气性高，填充性好，无矽尘危害等优点，是绿色铸造环保用砂。其主要用于高精密度、风电配件、汽车用零部件的铸造，市场需求量大。

中国专利CN106862479B提供了一种宝珠砂的生产方法，包括选择三氧化二铝质量分数在60％以上的铝矿；将所述铝矿加入到电弧炉中，将铝矿加热到2000摄氏度以上熔融；对电弧炉中流出的熔融液体施加空气压，将液体原料破碎冷却，得到粗宝珠砂；根据粒径对粗宝珠砂进行筛分得到宝珠砂产品。

宝珠砂的制作工艺采取了通过在电炉中加入高含量铝矾土矿石，通过高温电弧将高含量铝矾土矿石融化成液体，高压气体对高温液体吹扫塑性，形成接近球形的颗粒。这种工艺决定了其是一种高耗能、高成本、环保治理困难的一种产品。

因而随着环保问题的日益严峻，客户产品成本的日益攀升，研发生产一种代替宝珠砂的产品成为热点所在。宝珠砂采用的是优质高铝矾土，需要大量开采矿石；采用的工艺流程属于高耗能工艺，产生的污染治理困难，这些都造成了制作成本的居高不下，间接提高了客户的成本。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种铸造用烧结陶粒，由以下重量份比例的原料组成：铝矾土三级熟料10～20％、高岭土20～40％、三级铝矾土60～70％、复合添加剂0.5～3％，上述各组分之和为百分之百。

优选的，所述复合添加剂由以下重量份比例的原料组成：Al

本发明的铸造用烧结陶粒，添加了复合添加剂，能够提高产品的表面光滑度，减少球粒表面微观显气孔。在高温反应阶段，提高了液相量，在保证耐火度的情况下使莫来石相的反应更彻底，保证了产品的自身强度。在生产成本方面，通过降低烧成温度，直接降低了烧成费用。

本发明的另一目的是提供一种铸造用烧结陶粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂粉碎；

(2)按比例分别称取粉碎后的铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂，并混合均化；

(3)将混合均化后的混合原料进行超细研磨，再进行水分喷湿，苫盖闷腐10-15h；

(4)将闷腐均化后的混合原料机械粉碎，雾化制粒，然后将制得的颗粒筛分后烘干至水分含量为2％，然后将烘干后的颗粒储存均化；

(5)将储存均化的颗粒高温烧结，然后冷却均化，并用20～200目筛进行筛分，筛分后再次进行表面处理；

(6)将表面处理后铸造用烧结陶粒进行过筛，获得粒径为75～825微米的颗粒，按照理论比例进行级配，混合搅拌，即得到所述铸造用烧结陶粒。

优选的，步骤(1)所述的粉碎处理使得铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂的粒径分别为5～15毫米、5～15毫米、1～10毫米。

优选的，步骤(3)所述的超细研磨使得混合原料的粒径为25～32微米。

优选的，步骤(3)所述水分喷施使得混合原料中水分含量为20～25％。

优选的，步骤(4)所述的机械粉碎是将产品粉碎至5～15mm。

优选的，步骤(4)将雾化制得的颗粒过20～200目筛。

优选的，步骤(5)所述的高温烧结温度为1300～1500度，烧结时间为4～8h。

优选的，步骤(5)所述的表面处理是对产品表面进行抛光处理，去除产品表面的凸出部分。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的铸造用烧结陶粒，筛析粒度，耐火度、溃散性、堆积密度、含泥量等关键指标达标，能耗低、成本低、可重复回收再利用。

具体实施方式

本发明提供一种铸造用烧结陶粒，所述铸造用烧结陶粒，由以下重量份比例的原料组成：铝矾土三级熟料10～20％、高岭土20～40％、三级铝矾土60～70％、复合添加剂0.5～3％，上述各组分之和为百分之百。

所述复合添加剂由以下重量份比例的原料组成：Al

本发明铸造用烧结陶粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂粉碎；

(2)按比例分别称取粉碎后的铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂，并混合均化；

(3)将混合均化后的混合原料进行超细研磨，再进行水分喷湿，苫盖闷腐10-15h；

(4)将闷腐均化后的混合原料机械粉碎，雾化制粒，然后将制得的颗粒筛分后烘干至水分含量为2％，然后将烘干后的颗粒储存均化；

(5)将储存均化的颗粒高温烧结，然后冷却均化，并20～200目筛进行筛分，筛分后对产品表面进行抛光处理，去除产品表面的凸出部分；

(6)将表面处理后铸造用烧结陶粒进行过筛，获得粒径为825～75微米的颗粒，按照理论比例进行级配，混合搅拌，即得到所述铸造用烧结陶粒。

接下来以实施例和对比例的方式对本发明提供的铸造用烧结陶粒进行进一步说明。

实施例1

一种铸造用烧结陶粒，其制备方法包括以下步骤：

(1)将铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂粉碎，粉碎粒径分别为铝矾土三级熟料5～15毫米、高岭土5～15毫米、三级铝矾土5～15毫米；

(2)按比例分别称取粉碎后的铝矾土三级熟料、高岭土、三级铝矾土以及复合添加剂，并混合均化，各原料的比例见表1；

(3)将混合均化后的混合原料进行超细研磨，研磨粒径为28微米，再进行水分喷湿至水分含量为20～25％，苫盖闷腐12h；

(4)将闷腐后的混合原料机械粉碎，雾化制粒，然后将制得的颗粒进行筛分，然后烘干至水分含量为2％，然后将烘干后的颗粒储存均化；

(5)将储存均化的颗粒1350℃高温烧结4h，然后冷却均化，并过200目筛进行筛分，筛分后再次对产品表面进行抛光处理，去除产品表面的凸出部分；

(6)将表面处理后铸造用烧结陶粒进行过筛，获得粒径为75～825微米的颗粒，按照理论比例进行级配，混合搅拌，即得到所述铸造用烧结陶粒。

实施例2-5

改变铸造用烧结陶粒各原料的比例，进行实施例2-5，实施例2-5的步骤及工艺参数与实施例1相同。

对比例1

改变铸造用烧结陶粒各原料的比例且不添加复合添加剂，进行对比例1，对比例1的步骤及工艺参数与实施例1相同。

实施例1-5以及对比例中，复合添加剂、铝矾土三级熟料、铝矾土与高岭土的重量份比例如表1。

表1

实施例1-5以及对比例中，添加不同成分含量的复合添加剂，不同复合添加剂的成分含量如表2。

表2

对以上实施例以及对比例的铸造用烧结陶粒与市售铸造用烧结陶粒进行耐火度、堆积密度、热膨胀率和强度测试，测试结果如表3。

本发明所用市售铸造用烧结陶粒为山西阳泉兴陶陶粒砂有限公司，型号是50/100。

表3

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。