CN104841871A - 一种制芯用高品质覆膜砂及其制备方法 - Google Patents

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章功国
王泾文
段宗银
李纯金
陈超
王淑妍
张少伍
王晓芬
谢勇
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives

Abstract

本发明公开了一种制芯用高品质覆膜砂,其特征在于,由下列重量份的原料制成:石英砂70-76、陶土19-23、氮化铝粉3-5、硬脂酸钙0.2-0.4、邻苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2-3、热塑性酚醛树脂5-7、水2-3、乌洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效剂5-7;本发明配方合理,添加特殊工艺制成的增效剂,增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度,表面致密不易开裂变形;还添加了陶土、氮化铝粉等散热快耐高温的成分替代部分石英砂,以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘结性同时减少了乌洛托品的成分,本发明有效地控制了排气量,增强了透气性,制成的覆膜砂品质高,铸件质量高。

Description

一种制芯用高品质覆膜砂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及型砂技术领域,特别是一种制芯用高品质覆膜砂及其制备方法。
背景技术
[0002] 覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。近年来广泛使用的是热法用覆膜砂的生产工艺,即把砂预热到一定温度,加树脂使其熔融,搅拌使树脂包覆在砂粒表面,加乌洛托品水溶液及润滑剂,冷却、破碎、筛分得覆膜砂。由于覆膜砂具有强度高、发气量低、生产铸件尺寸精度高、表面光洁、便于保存等优点,近年来应用日益广泛。
[0003] 覆膜砂中含有乌洛托品,乌洛托品受热分解时形成氨气等。由于氨气的化学性质极为活泼,稍微受热极易分解为活性的N和H原子。在铸件浇注的高温下,部分活性的N和H原子被金属液吸收,剩下的大部分N、H迅速结合成稳定的N2、H2分子。因此降低覆膜砂混碾过程中乌洛托品的加入量是减少N总量的主要途径。但是乌洛托品是混合料中必不可少的粘结剂和固化剂,降低树脂的加入量和乌洛托品量会影响覆膜砂的强度,所以就要调整传统的配方成分与比例,从而达到最高的性能的产品。
[0004] 本发明通过研宄,添加一种增效剂对普通覆膜砂进行改性,该增效剂内含透气良好的玉米秸杆、陶土,散热快的石墨烯等成分,通过特殊工艺制成,增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度,表面致密不易开裂变形。本发明在配方中还添加了陶土、氮化铝粉等散热快耐高温的成分替代部分石英砂,以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘结性同时减少了乌洛托品的成分,本发明有效地控制了排气量,增强了透气性,制成的覆膜砂品质高,铸件质量高。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种制芯用高品质覆膜砂及其制备方法。
[0006] 为了实现本发明的目的,本发明通过以下方案实施:
一种制芯用高品质覆膜砂,由下列重量份的原料制成:石英砂70-76、陶土 19-23、氮化铝粉3-5、硬脂酸钙0.2-0.4、邻苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2_3、热塑性酚醛树脂5_7、水2-3、乌洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效剂5-7 ;
所述增效剂由以下重量份的原料制备而成:玉米秸杆4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氢氧化钙1.5-2.5、氯化镁1-2、石墨烯4-5、陶土 20-25、锆英粉9-11、邻苯二甲酸二丁酯3_4、水9-12 ;制备方法如下:将玉米秸杆干燥后粉碎成80-100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀,加入水搅拌均匀,控温在60°C _80°C,保持1-1.5小时,然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分,混合20-30分钟,再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯,放入混砂机中湿混20-30秒,出砂后烘干,最后粉碎成200-250目即得。
[0007] 本发明所述一种制芯用高品质覆膜砂,由以下具体步骤制成:
(I)将石英砂、陶土、氮化铝粉放入粉碎机中粉碎,过200-300目筛形成混合砂,然后将沸腾炉加热至160°C,开动沸腾炉内风机,缓慢加入混合砂,将混合砂的温度加热到140 0C -150。。;
(2)将加热后的混合砂放到混砂机内,保持160°C恒温,在混碾的同时加入邻苯二甲酸二丁酯与0.6倍量的热塑性酚醛树脂,继续混碾70-80秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树月旨;
(3)将乌洛托品溶于水与水玻璃混合形成混合液,然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中,继续热态下混碾75-85秒后,再加入剩余量的混合液,继续混碾10-20秒;
(4)关闭混砂机加热管,吹入冷风冷却混合砂,降温至100°C左右时均匀地加入其余剩余成分,混和30-35秒,然后出砂到破碎机中,风冷至40°C _60°C时破碎,过筛至冷却器中,风冷到35°C以下,出砂装袋备用。
[0008] 本发明的优异效果是:本发明配方合理,添加特殊工艺制成的增效剂,增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度,表面致密不易开裂变形;还添加了陶土、氮化铝粉等散热快耐高温的成分替代部分石英砂,以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘结性同时减少了乌洛托品的成分,本发明有效地控制了排气量,增强了透气性,制成的覆膜砂品质高,铸件质量高。
具体实施方式
[0009] 下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0010] 一种制芯用高品质覆膜砂,由下列重量份(公斤)的原料制成:石英砂70、陶土 19、氮化铝粉3、硬脂酸钙0.2、邻苯二甲酸二丁酯1.5、水玻璃2、热塑性酚醛树脂5、水2、乌洛托品0.65、二甲硅油0.8、增效剂5 ;
所述增效剂由以下重量份(公斤)的原料制备而成:玉米秸杆4、淀粉2、水玻璃3、氢氧化钙1.5、氯化镁1、石墨烯4、陶土 20、锆英粉9、邻苯二甲酸二丁酯3、水9 ;制备方法如下:将玉米秸杆干燥后粉碎成100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀,加入水搅拌均匀,控温在60°C _80°C,保持I小时,然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分,混合20分钟,再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯,放入混砂机中湿混20秒,出砂后烘干,最后粉碎成200目即得。
[0011] 本发明所述一种制芯用高品质覆膜砂,由以下具体步骤制成:
(O将石英砂、陶土、氮化铝粉放入粉碎机中粉碎,过200目筛形成混合砂,然后将沸腾炉加热至16 O °C,开动沸腾炉内风机,缓慢加入混合砂,将混合砂的温度加热到140 0C -150。。;
(2)将加热后的混合砂放到混砂机内,保持160°C恒温,在混碾的同时加入邻苯二甲酸二丁酯与0.6倍量的热塑性酚醛树脂,继续混碾75秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树脂;
(3)将乌洛托品溶于水与水玻璃混合形成混合液,然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中,继续热态下混碾80秒后,再加入剩余量的混合液,继续混碾10秒;
(4)关闭混砂机加热管,吹入冷风冷却混合砂,降温至100°C左右时均匀地加入其余剩余成分,混和30秒,然后出砂到破碎机中,风冷至40°C -60°C时破碎,过筛至冷却器中,风冷到35°C以下,出砂装袋备用。
[0012] 本实施例覆膜砂的性能测试如下:常温抗弯强度为5.9MPa,热态抗弯强度为 2.8MPa,灼烧减量3.2%,熔点为103°C。

Claims (2)

1.一种制芯用高品质覆膜砂,其特征在于,由下列重量份的原料制成:石英砂70-76、陶土 19-23、氮化铝粉3-5、硬脂酸钙0.2-0.4、邻苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2_3、热塑性酚醛树脂5-7、水2-3、乌洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效剂5-7 ; 所述增效剂由以下重量份的原料制备而成:玉米秸杆4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氢氧化钙1.5-2.5、氯化镁1-2、石墨烯4-5、陶土 20-25、锆英粉9-11、邻苯二甲酸二丁酯3_4、水9-12 ;制备方法如下:将玉米秸杆干燥后粉碎成80-100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀,加入水搅拌均匀,控温在60°C _80°C,保持1-1.5小时,然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分,混合20-30分钟,再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯,放入混砂机中湿混20-30秒,出砂后烘干,最后粉碎成200-250目即得。
2.根据权利要求1所述一种制芯用高品质覆膜砂,其特征在于,由以下具体步骤制成: (1)将石英砂、陶土、氮化铝粉放入粉碎机中粉碎,过200-300目筛形成混合砂,然后将沸腾炉加热至160°C,开动沸腾炉内风机,缓慢加入混合砂,将混合砂的温度加热到.140 0C -150。。; (2)将加热后的混合砂放到混砂机内,保持160°C恒温,在混碾的同时加入邻苯二甲酸二丁酯与0.6倍量的热塑性酚醛树脂,继续混碾70-80秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树月旨; (3)将乌洛托品溶于水与水玻璃混合形成混合液,然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中,继续热态下混碾75-85秒后,再加入剩余量的混合液,继续混碾10-20秒; (4)关闭混砂机加热管,吹入冷风冷却混合砂,降温至100°C左右时均匀地加入其余剩余成分,混和30-35秒,然后出砂到破碎机中,风冷至40°C _60°C时破碎,过筛至冷却器中,风冷到35°C以下,出砂装袋备用。
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