本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种汽车浇铸件用高品质型砂。
背景技术：
铸造是现代机械制造业中常见的一种生产方式。比如汽车底盘配件中的汽车悬臂、汽车水泵壳体、汽车卡钳部分构件都是经由铸造而成。铸造的方式较多，其中较为常见的为型砂铸造方法。型砂是在铸造中用来造型的材料，一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。煤粉是铸造车间潮模造型应用最广泛、最普遍的铸件防粘砂材料，具有来源广、成本低、防粘砂性能较好，以及能防夹砂、防皮下气孔等优点。但煤粉也有污染环境、恶化劳动条件、影响人体健康等不可克服的缺点。有人对煤粉进行过分析，发现煤粉燃烧后，可产生6%的二氧化硫，0.3~0.9%的二氧化碳，0.2%的一氧化碳等物质，此外还能产生10%左右的灰分积累在型砂中，使型砂性能变坏，影响了型砂的使用寿命和重复利用率。而型砂在使用时处于成本等考虑，需要对旧砂进行重复利用，重复添加量一般为90%左右，从而大幅降低制造的成本，但在多次利用后其质量不可避免的会下降，直接表现为废品率高、铸件表面质量差等，对于型砂新砂本身稳定性较差的来说，此现象尤甚。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种汽车浇铸件用高品质型砂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种汽车浇铸件用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：
70~75份宝珠砂、20~25份刚玉砂、15~20份改性秸秆粉、8~12份碳酸钙、10~15份改性脲醛树脂、2~4份碳酸氢钠、3~6份尿素、2~5份海藻酸钠、1~3份硬脂酸、1.5~2.5份邻苯二甲酸二乙酯、4~7份聚乙二醇、90~100份去离子水。
优选的，由如下重量份的物质制成：
73份宝珠砂、22份刚玉砂、18份改性秸秆粉、10份碳酸钙、13份改性脲醛树脂、3份碳酸氢钠、5份尿素、4份海藻酸钠、2份硬脂酸、2份邻苯二甲酸二乙酯、6份聚乙二醇、95份去离子水。
进一步的，所述的改性秸秆粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将玉米秸秆放入到沸水中浸泡处理3~5min后取出，沥干表面水分后备用；
（2）将步骤（1）处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，然后向密闭罐内通入高温水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至4~5mpa，保温保压处理10~12min后快速卸至常温常压，然后将玉米秸秆取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过80目得玉米秸秆粉备用；
（4）将步骤（3）所得的玉米秸秆粉放入到改性液a中进行浸泡处理，期间还进行超声处理，1~1.2h后滤出，最后放入到干燥箱内干燥处理2~3h后取出即得改性秸秆粉；所述的改性液a由如下重量份的物质组成：12~15份凹凸棒土、2~4份十二烷基三甲基溴化铵、3~6份硅烷偶联剂、1~3份焦磷酸钠、2~4份壬基酚聚氧乙烯醚、100~120份去离子水。
进一步的，步骤（2）中所述的快速卸至常温常压是于25s内将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压。
进一步的，步骤（4）中所述的超声处理时超声波的频率为500~550khz，干燥处理时控制干燥箱内的温度为80~85℃。
进一步的，步骤（4）中所述的凹凸棒土的颗粒大小为0.3~0.5μm，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，所述的改性脲醛树脂的制备方法包括如下步骤：
a.先将脱脂牛奶、环氧大豆油、山芋粉、植酸、硼砂、纳米二氧化钛、乙二胺四乙酸二钠、去离子水对应按照重量比3~5:2~4:6~8:1~3:0.5~1:1~1.5:0.2~0.4:60~65进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理35~40min后取出得混合液b备用；
b.将步骤a所得的混合液b与脲醛树脂对应按照重量比1:8~10进行混合投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为50~55℃，同时将反应釜内的压力增至1~1.5mpa，保温保压处理40~45min后取出即得改性脲醛树脂。
进一步的，步骤a中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为20~50nm。
本发明对型砂的原料成分进行了特殊的优化改善，明显的提升了型砂的使用品质。其中添加了一种改性秸秆粉成分，其是以玉米秸秆为主体物质加工改性而成，玉米秸秆是玉米采收后剩下的废弃物，通常用作饲料肥料等，但仍有一部分会被焚烧，不利于环境的保护，对此本发明将玉米秸秆重新加工利用，先进行沸水处理取出杂质，然后通过高温高压-卸温卸压的处理方式松散了玉米秸秆内部组织结构，扩大了细胞壁及纤维间隙，为后续的处理奠定了基础，之后又用改性液a进行浸泡改性处理，将小颗粒的凹凸棒土插入固定于玉米秸秆纤维组织的内部，形成了一种复合的结构，具有很大的比表面积和吸附能力，可对水汽、烟尘、灰分等进行吸附固定，不仅能够净化工作环境，还能提升铸件的表面品质，并且玉米秸秆此天然纤维组织具有良好的可压缩性，能够提高型砂的退让性能，可增强型砂的抗热冲击能力，也提高了铸件的表面精度；此外还添加了一种改性脲醛树脂成分，脲醛树脂常被用于添加型砂中作为成膜、粘结等作用，为了提升其使用品质，本发明进行了改性处理，用脱脂牛奶、环氧大豆油、山芋粉等复配调和，不仅能够提高脲醛树脂的粘结强力，还能提升其与秸秆、砂粒等的相容亲和能力，保证了型砂整体的强度、韧性等品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对型砂的原料组分进行了特殊的调整搭配，制得的型砂具有粘性适中，透气性好，稳定性高，热导率大，溃散性佳，可重复利用率高的特点，能够明显的提升铸件的表面精度等品质，极具市场竞争力和推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种汽车浇铸件用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：
70份宝珠砂、20份刚玉砂、15份改性秸秆粉、8份碳酸钙、10份改性脲醛树脂、2份碳酸氢钠、3份尿素、2份海藻酸钠、1份硬脂酸、1.5份邻苯二甲酸二乙酯、4份聚乙二醇、90份去离子水。
进一步的，所述的改性秸秆粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将玉米秸秆放入到沸水中浸泡处理3min后取出，沥干表面水分后备用；
（2）将步骤（1）处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，然后向密闭罐内通入高温水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至4mpa，保温保压处理10min后快速卸至常温常压，然后将玉米秸秆取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过80目得玉米秸秆粉备用；
（4）将步骤（3）所得的玉米秸秆粉放入到改性液a中进行浸泡处理，期间还进行超声处理，1h后滤出，最后放入到干燥箱内干燥处理2h后取出即得改性秸秆粉；所述的改性液a由如下重量份的物质组成：12份凹凸棒土、2份十二烷基三甲基溴化铵、3份硅烷偶联剂、1份焦磷酸钠、2份壬基酚聚氧乙烯醚、100份去离子水。
进一步的，步骤（2）中所述的快速卸至常温常压是于25s内将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压。
进一步的，步骤（4）中所述的超声处理时超声波的频率为500khz，干燥处理时控制干燥箱内的温度为80℃。
进一步的，步骤（4）中所述的凹凸棒土的颗粒大小为0.3~0.5μm，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，所述的改性脲醛树脂的制备方法包括如下步骤：
a.先将脱脂牛奶、环氧大豆油、山芋粉、植酸、硼砂、纳米二氧化钛、乙二胺四乙酸二钠、去离子水对应按照重量比3:2:6:1:0.5:1:0.2:60进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理35min后取出得混合液b备用；
b.将步骤a所得的混合液b与脲醛树脂对应按照重量比1:8进行混合投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为50℃，同时将反应釜内的压力增至1mpa，保温保压处理40min后取出即得改性脲醛树脂。
进一步的，步骤a中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为20~50nm。
实施例2
一种汽车浇铸件用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：
73份宝珠砂、22份刚玉砂、18份改性秸秆粉、10份碳酸钙、13份改性脲醛树脂、3份碳酸氢钠、5份尿素、4份海藻酸钠、2份硬脂酸、2份邻苯二甲酸二乙酯、6份聚乙二醇、95份去离子水。
进一步的，所述的改性秸秆粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将玉米秸秆放入到沸水中浸泡处理4min后取出，沥干表面水分后备用；
（2）将步骤（1）处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，然后向密闭罐内通入高温水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至4.5mpa，保温保压处理11min后快速卸至常温常压，然后将玉米秸秆取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过80目得玉米秸秆粉备用；
（4）将步骤（3）所得的玉米秸秆粉放入到改性液a中进行浸泡处理，期间还进行超声处理，1.1h后滤出，最后放入到干燥箱内干燥处理2.6h后取出即得改性秸秆粉；所述的改性液a由如下重量份的物质组成：14份凹凸棒土、3份十二烷基三甲基溴化铵、5份硅烷偶联剂、2份焦磷酸钠、3份壬基酚聚氧乙烯醚、110份去离子水。
进一步的，步骤（2）中所述的快速卸至常温常压是于25s内将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压。
进一步的，步骤（4）中所述的超声处理时超声波的频率为530khz，干燥处理时控制干燥箱内的温度为82℃。
进一步的，步骤（4）中所述的凹凸棒土的颗粒大小为0.3~0.5μm，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，所述的改性脲醛树脂的制备方法包括如下步骤：
a.先将脱脂牛奶、环氧大豆油、山芋粉、植酸、硼砂、纳米二氧化钛、乙二胺四乙酸二钠、去离子水对应按照重量比4:3:7:2:0.8:1.3:0.3:62进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理38min后取出得混合液b备用；
b.将步骤a所得的混合液b与脲醛树脂对应按照重量比1:9进行混合投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为52℃，同时将反应釜内的压力增至1.3mpa，保温保压处理42min后取出即得改性脲醛树脂。
进一步的，步骤a中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为20~50nm。
实施例3
一种汽车浇铸件用高品质型砂，由如下重量份的物质制成：
75份宝珠砂、25份刚玉砂、20份改性秸秆粉、12份碳酸钙、15份改性脲醛树脂、4份碳酸氢钠、6份尿素、5份海藻酸钠、3份硬脂酸、2.5份邻苯二甲酸二乙酯、7份聚乙二醇、100份去离子水。
进一步的，所述的改性秸秆粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将玉米秸秆放入到沸水中浸泡处理5min后取出，沥干表面水分后备用；
（2）将步骤（1）处理后的玉米秸秆放入到密闭罐内，然后向密闭罐内通入高温水蒸气，同时将密闭罐内的压力增至5mpa，保温保压处理12min后快速卸至常温常压，然后将玉米秸秆取出备用；
（3）将步骤（2）处理后的玉米秸秆放入到粉碎机内进行粉碎处理，然后过80目得玉米秸秆粉备用；
（4）将步骤（3）所得的玉米秸秆粉放入到改性液a中进行浸泡处理，期间还进行超声处理，1.2h后滤出，最后放入到干燥箱内干燥处理3h后取出即得改性秸秆粉；所述的改性液a由如下重量份的物质组成：15份凹凸棒土、4份十二烷基三甲基溴化铵、6份硅烷偶联剂、3份焦磷酸钠、4份壬基酚聚氧乙烯醚、120份去离子水。
进一步的，步骤（2）中所述的快速卸至常温常压是于25s内将密闭罐内的温度和压力卸至常温常压。
进一步的，步骤（4）中所述的超声处理时超声波的频率为550khz，干燥处理时控制干燥箱内的温度为85℃。
进一步的，步骤（4）中所述的凹凸棒土的颗粒大小为0.3~0.5μm，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，所述的改性脲醛树脂的制备方法包括如下步骤：
a.先将脱脂牛奶、环氧大豆油、山芋粉、植酸、硼砂、纳米二氧化钛、乙二胺四乙酸二钠、去离子水对应按照重量比5:4:8:3:1:1.5:0.4:65进行混合投入到搅拌罐内，高速搅拌处理40min后取出得混合液b备用；
b.将步骤a所得的混合液b与脲醛树脂对应按照重量比1:10进行混合投入到反应釜内，加热保持反应釜内的温度为55℃，同时将反应釜内的压力增至1.5mpa，保温保压处理45min后取出即得改性脲醛树脂。
进一步的，步骤a中所述的纳米二氧化钛的颗粒大小为20~50nm。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，用等质量份的玉米秸秆粉取代改性秸秆粉成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，用等质量份的脲醛树脂取代改性脲醛树脂成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，用等质量份的脲醛树脂取代改性脲醛树脂成分，并用等质量份的玉米秸秆粉取代改性秸秆粉成分，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3对应制得的型砂进行性能测试，铸造时采用相同的工艺进行汽车悬臂铸造，具体对比数据如下表1所示：
表1
由上表1可以看出，本发明型砂能够明显的提升铸件的表面精度品质，提升铸件的成品率，极具生产使用效益。
为了进一步对比本发明效果，对型砂重复配制后的品质进行检测，将使用过一次的型砂和新砂按质量比95:5共同混合后作为一代型砂，以此类推，将使用过的一代型砂和新砂按质量比95:5共同混合后作为二代型砂，然后进行铸造检测，下表2为相应的对比数据：
表2
由上表2可以看出，本发明型砂的可重复利用率很高，能够明显的降低铸造生产的成本，极具推广应用价值和市场竞争力。