CN105945206B - 一种耐高温的覆膜砂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种耐高温的覆膜砂，按重量份计包括原砂100份、粘结剂12～15份、固化剂2～5份、偶联剂8～10份、润滑剂1～3份、锆石英粉和耐火纤维的混合物5～10份以及氧化钽0.2～0.35份。本发明通过在覆膜砂中加入锆石英粉和耐火纤维的混合物，以及氧化钽作为添加剂，协同改善覆膜砂的整体耐火持久性及自身结构稳定性，而且还使覆膜砂的抗拉强度大幅提高，抗拉强度在8MPa以上，发气量小于15，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于覆膜砂技术领域，具体涉及一种耐高温的覆膜砂。
背景技术
覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂膜，用于制作铸钢或铸铁模具的型砂或芯砂。制作覆膜砂有冷法和热法两种工艺，冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入乌洛托品，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，制得覆膜砂；热法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，但目前的覆膜砂耐热性较差，具体体现在铸造结构比较复杂的铸件时易发生破裂，尤其是在铸造薄壁铸件时更易破裂，材料协调度较差。
CN 104772426A公开了一种耐高温的覆膜砂，包括原砂、粘结剂、固化剂、偶联剂、润滑剂与耐火颗粒，固化剂的用量为粘结剂用量的40-45％，偶联剂的用量为粘结剂用量的7-8％，粘结剂的用量为原砂用量的9-10％，润湿剂的用量为原砂用量的3-5％，耐火颗粒的用量为原砂用量的15-18％，通过在覆膜砂中加入耐火颗粒，提高了覆膜砂的整体耐火持久性及自身结构稳定性。但是，在实际应用中，其耐火持久性仍相对较差，而且其抗拉强度不够，低于5MPa，发气量大，不利于其广泛应用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种耐高温的覆膜砂，本发明的耐高温的覆膜砂不仅具有很好的耐火持久性，而且抗拉强度高，在8MPa以上，发气量小于15，具有广阔的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐高温的覆膜砂，所述覆膜砂按重量份计包括以下原料组分：
本发明所述覆膜砂的原料组分中，原砂的重量份为100份。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，粘结剂的重量份为12～15份，例如可为12份、13份、14份或15份等。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，固化剂的重量份为2～5份，例如可为2份、3份、3.5份、4份或5份等。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，偶联剂的重量份为8～10份，例如可为8～10份，例如可为8份、8.5份、9份或10份等。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，润滑剂的重量份为1～3份，例如可为1份、2份、2.5份或3份等。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，锆石英粉和耐火纤维的混合物的重量份为5～10份，例如可为5份、6份、7份、8.5份、9份或10份等。
本发明所述覆膜砂的原料组分中，氧化钽的重量份为0.2～0.35份，例如可为0.2份、0.25份、0.3份、0.32份或0.35份等。
作为本发明所述耐火的覆膜砂的优选技术方案，一种耐火的覆膜砂，所述耐高温的覆膜砂按重量份计包括以下原料组分：
作为本发明所述耐火的覆膜砂的进一步优选技术方案，一种耐火的覆膜砂，所述覆膜砂按重量份计包括以下原料组分：
优选地，所述述耐火微粒的粒度为200-300目。
优选地，所述耐火纤维为多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维的成分为Al2O372％～79％和SiO2 21％～28％。
优选地，所述锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:(5～10)，例如可为3:5、3:6、3:7、3:8、3:9或3:10等，优选为3:8。
优选地，所述原砂为硅砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂中的一种或几种。
优选地，所述固化剂为六亚甲基四胺。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙。
与已有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过加入锆石英粉和耐火纤维的混合物，以及氧化钽作为添加剂，协同改善覆膜砂的整体耐火持久性及自身结构稳定性，而且还使覆膜砂的抗拉强度大幅提高，抗拉强度在8MPa以上，发气量小于15，具有广阔的应用前景。
(2)本发明的耐高温的覆膜砂的制备工艺简单，易于操作，而且制造成本较低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种耐高温的覆膜砂，所述覆膜砂按重量份计包括：
其中，锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:5，所述原砂为硅砂，所述固化剂为六亚甲基四胺，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为硬脂酸钙。
经测试，本实施例的覆膜砂具有非常好的耐高温性能，尤其在铸造结构比较复杂的铸件时不易发生破裂，破裂率仅为0.8％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在9MPa，发气量在13。
实施例2
一种耐高温的覆膜砂，所述覆膜砂按重量份计包括：
其中，锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:5，所述原砂为镁砂，所述固化剂为六亚甲基四胺，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为硬脂酸钙。
经测试，本实施例的覆膜砂具有非常好的耐高温性能，尤其在铸造结构比较复杂的铸件时不易发生破裂，破裂率仅为1％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在10MPa，发气量在14。
实施例3
一种耐高温的覆膜砂，所述覆膜砂按质量份计包括：
其中，锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:8，所述原砂为刚玉砂，所述固化剂为六亚甲基四胺，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为硬脂酸钙。
经测试，本实施例的覆膜砂具有非常好的耐高温性能，尤其在铸造结构比较复杂的铸件时不易发生破裂，破裂率仅为0.6％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在12MPa，发气量在11。
实施例4
一种耐高温的覆膜砂，所述覆膜砂按质量份计包括：
其中，锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:6.5，所述原砂为硅砂、锆砂和刚玉砂的混合物，所述固化剂为六亚甲基四胺，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述润滑剂为硬脂酸钙。
经测试，本实施例的覆膜砂具有非常好的耐高温性能，尤其在铸造结构比较复杂的铸件时不易发生破裂，破裂率仅为0.9％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在8MPa，发气量在12。
对比例1
除不添加氧化钽外，其他各组分的种类和含量与实施例1相同。
经测试，本对比例的覆膜砂在铸造结构比较复杂的铸件时，破裂率为4.5％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在2MPa，发气量在21。
对比例2
除将锆石英粉和耐火纤维的混合物替换为锆石英粉外，其他各组分的种类和含量与实施例1相同。
经测试，本对比例的覆膜砂在铸造结构比较复杂的铸件时，破裂率为6％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在4MPa，发气量在19。
对比例3
除将锆石英粉和耐火纤维的混合物替换为耐火纤维外，其他各组分的种类和含量与实施例1相同。
经测试，本对比例的覆膜砂在铸造结构比较复杂的铸件时，破裂率为7％；本实施例的覆膜砂的抗拉强度在5MPa，发气量在23。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (5)
1.一种抗拉强度在8MPa以上的耐高温的覆膜砂，其特征在于，所述覆膜砂按重量份计包括以下原料组分：
原砂 100份
粘结剂 12~14份
固化剂 2~4份
偶联剂 8~9.5份
润滑剂 1~2.5份
锆石英粉和耐火纤维的混合物 6~9份
氧化钽 0.25~0.35份
所述锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:（5~10）；所述耐火纤维为多晶莫来石纤维，所述多晶莫来石纤维的成分为Al2O3 72%～79%和SiO2 21%～28%；所述固化剂为六亚甲基四胺；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述润滑剂为硬脂酸钙。
2.根据权利要求1所述的耐高温的覆膜砂，其特征在于，所述覆膜砂按重量份计包括以下原料组分：
原砂 100份
粘结剂 13份
固化剂 3份
偶联剂 9份
润滑剂 1.5份
锆石英粉和耐火纤维的混合物 8份
氧化钽 0.3份。
3.根据权利要求1或2所述耐高温的覆膜砂，其特征在于，所述锆石英粉的粒度为200-300目。
4.根据权利要求1或2所述耐高温的覆膜砂，其特征在于，所述锆石英粉和耐火纤维的混合物中，锆石英粉和耐火纤维的重量份之比为3:8。
5.根据权利要求1或2所述耐高温的覆膜砂，其特征在于，所述原砂为硅砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、刚玉砂中的一种或几种。
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