CN105033167A - 一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂,涉及型砂生产技术领域,由如下质量份数的原料制成:石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米石墨粉3-5份、青石粉10-13份、石膏粉8-11份、粉煤灰6-9份、木质纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份。本发明采用负载有纳米石墨的呋喃树脂作为粘结剂,有利于提高型砂的综合性能;并且制得的型砂具有较强的耐高温性、耐磨性、流动性、可塑性、透气性和溃散性,适用于泵体及其他多种工件的铸造。
Description
技术领域:
本发明涉及型砂生产技术领域,具体涉及一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂。
背景技术:
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。按所用粘结剂不同,可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。型砂在铸造生产中的作用极为重要,因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50%。通常对型砂的要求是:(1)具有较高的强度和热稳定性,以承受各种外力和高温的作用;(2)良好的流动性,即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力;(3)一定的可塑性,即型砂在外力作用下变形,当外力去除后能保持所给予的形状的能力;(4)较好的透气性,即型砂孔隙透过气体的能力;(5)高的溃散性,又称出砂性,即在铸件凝固后型砂是否容易破坏,是否容易从铸件上清除的性能。
树脂砂由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成。常用的树脂有呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂。用这种型砂制成的砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好、能源消耗少,可用于铸钢、铸铁及铸造有色合金铸件的生产,铸件的表面质量和尺寸精度高,因此树脂砂是一种很有发展前途的造型砂。由于泵体结构复杂,其铸造时对型砂的性能要求比一般简单铸件高,因此急需开发出一种专用于泵体铸造的型砂,以进一步降低生产成本和提高泵体铸件质量。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、性能优异的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂,由如下质量份数的原料制成:
石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米石墨粉3-5份、青石粉10-13份、石膏粉8-11份、粉煤灰6-9份、木质纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份;
其制备方法如下:
(1)先将呋喃树脂溶解于乙酸乙酯中,再加入纳米石墨粉和浓硝酸,分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理25-35min,然后将混合液蒸发浓缩,剩余物于70-80℃烘干机中烘干,最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末,即得改性粘结剂;
(2)将青石粉、石膏粉和粉煤灰加入高速混合机中,升温至50-60℃混合10-15min,再加入石英砂、木质纤维和棕榈蜡,混合10-15min后降温至25-30℃,随后加入改性粘结剂和水,继续混合15-20min,即得混合物料;
(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥3-5h,然后升温至90-100℃干燥2-3h,再经粉碎机粉碎,最后过270-400目筛,即得目标型砂。
所述纳米石墨粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干,然后于350-400℃下煅烧2-4h,再于500-550℃下煅烧1-3h,经冷却降温至室温后即可使用。
所述呋喃树脂选自糠醇酚醛树脂、糠醇尿醛树脂中的一种或两种的混合。
本发明的有益效果是:
(1)所用无毒无害,是一种环境友好型造型材料,且生产成本较低;
(2)采用负载有纳米石墨的呋喃树脂作为粘结剂,有利于提高型砂的综合性能;
(3)制得的型砂具有较强的耐高温性、耐磨性、流动性、可塑性、透气性和溃散性,适用于泵体及其他多种工件的铸造;
(4)可回收再使用,回收率在90%以上。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)先将8kg糠醇酚醛树脂溶解于10kg乙酸乙酯中,再加入3kg纳米石墨粉和0.5kg浓硝酸,分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min,然后将混合液蒸发浓缩,剩余物于70-80℃烘干机中烘干,最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末,即得改性粘结剂;
(2)将10kg青石粉、8kg石膏粉和6kg粉煤灰加入高速混合机中,升温至50-60℃混合10min,再加入90kg石英砂、4kg木质纤维和2kg棕榈蜡,混合15min后降温至25-30℃,随后加入改性粘结剂和25kg水,继续混合20min,即得混合物料;
(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥5h,然后升温至90-100℃干燥3h,再经粉碎机粉碎,最后过270目筛,即得目标型砂。
其中,纳米石墨粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干,然后于350-400℃下煅烧4h,再于500-550℃下煅烧2h,经冷却降温至室温后即可使用。
实施例2
(1)先将9kg糠醇尿醛树脂溶解于12kg乙酸乙酯中,再加入4kg纳米石墨粉和0.5kg浓硝酸,分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min,然后将混合液蒸发浓缩,剩余物于70-80℃烘干机中烘干,最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末,即得改性粘结剂;
(2)将12kg青石粉、9kg石膏粉和7kg粉煤灰加入高速混合机中,升温至50-60℃混合10min,再加入95kg石英砂、5kg木质纤维和2kg棕榈蜡,混合15min后降温至25-30℃,随后加入改性粘结剂和25kg水,继续混合20min,即得混合物料;
(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥5h,然后升温至90-100℃干燥3h,再经粉碎机粉碎,最后过270目筛,即得目标型砂。
其中,纳米石墨粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干,然后于350-400℃下煅烧4h,再于500-550℃下煅烧2h,经冷却降温至室温后即可使用。
实施例3
(1)先将10kg糠醇酚醛树脂溶解于15kg乙酸乙酯中,再加入5kg纳米石墨粉和1kg浓硝酸,分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min,然后将混合液蒸发浓缩,剩余物于70-80℃烘干机中烘干,最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末,即得改性粘结剂;
(2)将13kg青石粉、11kg石膏粉和9kg粉煤灰加入高速混合机中,升温至50-60℃混合10min,再加入100kg石英砂、7kg木质纤维和3kg棕榈蜡,混合15min后降温至25-30℃,随后加入改性粘结剂和30kg水,继续混合20min,即得混合物料;
(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥5h,然后升温至90-100℃干燥3h,再经粉碎机粉碎,最后过270目筛,即得目标型砂。
其中,纳米石墨粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干,然后于350-400℃下煅烧4h,再于500-550℃下煅烧2h,经冷却降温至室温后即可使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂,其特征在于,由如下质量份数的原料制成:
石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米石墨粉3-5份、青石粉10-13份、石膏粉8-11份、粉煤灰6-9份、木质纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份;
其制备方法如下:
(1)先将呋喃树脂溶解于乙酸乙酯中,再加入纳米石墨粉和浓硝酸,分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理25-35min,然后将混合液蒸发浓缩,剩余物于70-80℃烘干机中烘干,最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末,即得改性粘结剂;
(2)将青石粉、石膏粉和粉煤灰加入高速混合机中,升温至50-60℃混合10-15min,再加入石英砂、木质纤维和棕榈蜡,混合10-15min后降温至25-30℃,随后加入改性粘结剂和水,继续混合15-20min,即得混合物料;
(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥3-5h,然后升温至90-100℃干燥2-3h,再经粉碎机粉碎,最后过270-400目筛,即得目标型砂。
2.根据权利要求1所述的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂,其特征在于:所述纳米石墨粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干,然后于350-400℃下煅烧2-4h,再于500-550℃下煅烧1-3h,经冷却降温至室温后即可使用。
3.根据权利要求1所述的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米石墨改性型砂,其特征在于:所述呋喃树脂选自糠醇酚醛树脂、糠醇尿醛树脂中的一种或两种的混合。
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