CN1027683C - 一种覆膜砂配制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种覆膜砂的配制工艺，它根据各步骤添加一些添加剂，可显著减少粘结剂的用量，降低成本，提高覆膜砂的强度，降低覆膜砂的发气量，改善覆膜砂的高温性能和其它铸造性能，可生产各种材质的复杂精密铸件，提高铸件成品率和铸件质量，其配制出的覆膜砂，室温抗拉强度大于3.5mpa，热拉强度大于1.5mpa。

Description

本发明涉及一种铸造用砂的配制工艺，特别是一种覆膜砂的配制工艺。

铸造业是机械制造业最大的基础行业，铸造质量的好坏直接影响到机械产品质量的高低。覆膜砂是壳型精密铸造法用造型材料，通常以石英砂为原砂，以酚醛树脂为粘结剂，并附加必要的固化剂配制而成。其配制工艺为：

1）在原砂加热机中将原砂加热至130℃-170℃;

2）倒入混砂机中，加入4.5-9%（重量比）的酚醛树脂粘结剂搅拌、并自然冷却;

3）加入5-20%（重量比）的六亚甲基四胺固化剂;

4）加入0.1-10%（重量比）的硬脂酸盐润滑剂，自然冷却，破碎;

5）过筛，得到所需的覆膜砂。

通过壳型制工艺将这些热固体性造型材料制成薄壳状的铸型或型芯，可用于铸钢、铸铁、合金铸件和有色金属铸件的生产。覆膜砂具有保存性好，生产的铸件尺寸精度高和表面光洁等特点，目前已被世界各行进工业国家广泛采用。随着工业的发展，壳型铸造范围越来越广，所生产的铸件种类日益繁多，对覆膜砂的性能要求越来越高。为了提高覆膜砂的铸造性能，国内外通常采用特种原砂，如锆砂等加工成覆膜砂，以满足生产需要，但锆砂资源少，价格昂贵。而现有的普通覆膜砂尚存在高温抗压强度低，耐热时间短，室温抗拉强度和热拉强度均低，发气量大，粘结剂用量大，成本高的缺陷。

本发明的目的在于提供一种新的覆膜砂配制工艺，可显著减少粘结剂的用量，降低成本，提高覆膜砂的强度，降低覆膜砂的发气量，改善覆膜砂的高温性能和其它铸造性，可生产各种材质的复杂精密铸件，提高铸件成品率和铸件质量。

本发明的目的是通过下述配制工艺来实现的，其步骤如下：

1）在原砂加热机中将原砂加热至150℃-1000℃;

2）将原砂倒入混砂机中搅拌，自然冷却至90-140℃，加入1.0%-4%（重量比，该重量比是以原砂为基，下同）的粘结剂;

3）过1秒至5分钟，加入0.05-2%（重量比）的润滑剂;

4）过1秒至5分钟，加入0.05-3%（重量比），浓度为0.0001-10%的酸性水溶液;

5）过1秒至5分钟，加入0.001-1%（重量比）的偶联剂或增塑剂，或它们的混合剂;

6）过10秒至5分钟，加入0.01-1%（重量 比）的固化剂;

7）过10秒至5分钟，加入0.05-2%（重比）的润滑剂，继续自然冷却，破碎;

8）过筛，得到所需的覆膜砂成品;

上述的润滑剂为硬脂酸钙，粘结剂为酚醛树脂;酸性水溶液为草酸、盐酸、磷酸、或水杨酸;增塑剂为Bz101，Bz102型（市场均可买到），偶联剂为r-氨基丙基三乙氧基硅烷等;固化剂为六亚甲基四胺。

为了进一步提高覆膜砂的高温铸造性能，即提高温抗压强度等，可在步骤2）之后加入0.5-2%（重量比）的粒径为200-360目的微颗粒状物质，如粘土，石英粉，氧化铁粉等或它们的混合物。

此外为了进一步提高高温下的溃散性，可以步骤2）之后加入0.05-2%（重量比），浓度为0.5-60%的溃散剂，如尿素。

本发明的优点在于配制出的覆膜砂，粘结剂用量可减少，成本低，性能好，其高温抗压强度得以很大的提高，例如由普通覆膜砂的0.1-0.2mpa可提高到0.8mpa以上;发气量由大于30ml/g，减少至低于15ml/g以下，发气量减少，耐热时间由60-110秒提高到150秒以上，室温抗拉强度大于3.5mpa，热拉强度大于115mpa，可生产各种材质的复杂精密铸件。

下面描述本发明的最佳实施例：

实施例1：

1）在原砂加热机中将原砂加热至150℃;

2）倒入混砂机中搅拌、自然冷却至120℃，加入1.2%（重量比）的酚醛树脂粘结剂;

3）过4分钟，加入2%（重量比）的硬脂酸钙润滑剂;

4）过2秒，加入3%（重量比）的浓度为0.001%的草酸;

5）过30秒，加入1%（重量比）的Bz101型增塑剂;

6）过4分钟，加入1%（重量比）的六亚甲基四胺固化剂;

7）过4分钟，加入2%（重量比）的硬脂酸钙润滑剂;继续冷却，破碎;

8）过筛，得到覆膜砂成品;

实施例2：

1）在原砂加热机中将原砂加热至1000℃，然后自然冷却至200℃;

2）倒入混砂机中搅拌、自然冷却至140℃，加入4%（重量比）的酚醛树脂粘结剂，然后加2%（重量比）的粒径为200目的微颗状粘土，石英粉，氧化铁的混合物;

3）过4分钟，加入2%（重量比）的硬脂酸钙润滑剂;

4）过30秒，加入0.15%（重量比）浓度为10%的草酸;

5）过2秒，加入1%（重量比）的Bz101型增塑剂;

6）过10秒，加入1%（重量比）的六亚甲基四胺固化剂;

7）过10秒，加入0.1%的硬脂酸钙润滑剂;继续自然冷却、破碎;

8）过筛，得到所需的覆膜砂成品;

实施例3：

1）在原砂加热机中将原砂加热至600℃，然后自然冷却至180℃;

2）倒入混砂机中搅拌、自然冷却至130℃，加入4%（重量比）的酚醛树脂粘结剂，然后加入2%，浓度为50%的尿素溃散剂;

3）过4分钟，加入2%的硬脂酸钙润滑剂;

4）过30秒，加入0.15%，浓度为10%的草酸;

5）过2秒，加入1%的r-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂;

6）过10秒，加入1%的六亚甲基四胺固化剂;

7）过10秒，加入0.5%的硬脂酸钙润滑剂;继续冷却、破碎;

8）过筛，得到所需的覆膜砂成品;

Claims (5)

1、一种覆膜砂的配制工艺，其特征是：

1)在原砂加热机中将原砂加热至150℃-1000℃；

2)将原砂倒入混砂机中搅拌，自然冷却至90-140℃，加入1%-4%(重量比，该重量比是以原砂为基，下同)的粘结剂；

3)过1秒至5分钟，加入0.05-2%(重量比)的润滑剂；

4)过1秒至5分钟，加入0.05-3%(重量比)，浓度为0.0001-10%的酸性水溶液；

5)过1秒至5分钟，加入0.001-1%(重量比)的增塑剂或偶联剂，或它们的混合剂；

6)过10秒至5分钟，加入0.01-1%(重量比)的固化剂；

7)过10秒至5分钟，加入0.05-2%(重量比)的润滑剂，继续自然冷却，破碎；

8)过筛，得到所需的覆膜砂成品；

所述的润滑剂为硬脂酸钙，粘结剂为酚醛树脂；酸性水溶液为草酸、盐酸、磷酸或水杨酸；增塑剂为Bz101型或Bz102型；偶联剂为r-氨基丙基三乙氧基硅烷；固化剂为六亚甲基四胺。

2、根据权利要求1所述的覆膜砂配制工艺，其特征是在步骤2）之后加入0.5-2%（重比）粒径为200-360目的微粒状物质。

3、根据权利要求2所述的覆膜砂配制工艺，其特征是，所述的微粒状物质是粘土、石英粉、氧化铁粉或它们的混合物。

4、根据权利要求1所述的覆膜砂配制工艺，其特征是在步骤2）之后加入0.05-2%（重量比）浓度为0.5-60%的溃散剂。

5、根据权利要求4所述的覆膜砂配工艺，其特征是所述的溃散剂是尿素。