CN106493283A - 一种提高宝珠砂覆膜砂强度的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，该方法包括以下步骤：1)采用铸造用宝珠砂为覆膜砂原砂；2)采用硫酸溶液作为处理液，对宝珠砂浸泡酸洗；3)将酸洗后的宝珠砂反复水洗清除酸液；4)干燥后覆膜。酸洗和水洗去除了宝珠砂中各种杂质和污染物，并使砂粒表面产生更多的沟槽、孔洞，酸洗还可以使宝珠砂瘠性表面带有负电性，提高了砂粒表面活性，粗糙表面增大了树脂与砂粒的接触面积，增强了树脂与砂粒的机械啮合力，使树脂与砂粒之间的结合力增强，从而提高了覆膜砂的强度。在获得高强度的条件下，可以降低树脂的加入量，降低覆膜砂的发气量。与添加其他有机增强剂的方法相比，也能降低覆膜砂的发气量。
Description
技术领域
本发明属铸造覆膜砂制备技术，具体涉及一种提高原砂为宝珠砂的覆膜砂强度的表面处理方法。
背景技术
铸造用覆膜砂是指造型或制芯前在原砂颗粒表面覆有一层固体粘结剂的型砂或芯砂。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，广泛应用于各种铸钢、铸铁和其他合金铸件。覆膜砂的原砂除了常用的硅砂外，还有铬铁矿砂、锆英砂、刚玉砂、宝珠砂等特种砂，其中宝珠砂因其流动性好、热膨胀率低、溃散性好、可再生使用等优点，在含复杂水路、油路或气路结构，以及细薄、壳型(芯)的覆膜砂中得到越来越多的应用。但是，宝珠砂覆膜砂铸型(芯)在复杂铸件的生产中仍然存在内腔变形、断芯、气孔、脉纹等缺陷，因此，必须进一步提高强度，降低发气量，使其满足复杂铸件的生产需求。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，提高覆膜砂的强度，降低发气量，以满足复杂铸件生产对型(芯)砂性能的要求。
技术方案：本发明的一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法包括以下
步骤：
1)采用铸造用宝珠砂为覆膜砂原砂；
2)采用硫酸溶液作为处理液，对宝珠砂浸泡酸洗；
3)将酸洗后的宝珠砂反复水洗清除酸液；
4)干燥后覆膜。
其中，
所述步骤1)中，宝珠砂粒度为20目～200目，形状为近球形。
所述步骤2)中，硫酸处理液体积浓度为5～20％，加入量为原砂质量的30～50％，浸泡时间为60～90min。
所述步骤4)中，干燥温度为100～1000℃，干燥时间为0.5～2h。
所述步骤4)中，覆膜工艺为：将原砂在烘箱中预热到140-220℃后，倒入混砂机中；当温度降到130～140℃时加入占原砂质量2％～5％的树脂，混砂60～90s；加入占树脂质量2％～6％的硬脂酸钙，混砂40～60s；砂温降到105～110℃时加入占树脂质量5～20％的乌洛托品水溶液，混砂40～80s；降温到80℃以下出料；破碎，筛分，得覆膜砂。
有益效果：酸洗和水洗去除了宝珠砂中各种杂质和污染物，并使砂粒表面产生更多的沟槽、孔洞，酸洗还可以使宝珠砂瘠性表面带有负电性，提高了砂粒表面活性，粗糙表面增大了树脂与砂粒的接触面积，增强了树脂与砂粒的机械啮合力(参见说明书附图)，使树脂与砂粒之间的结合力增强，从而提高了覆膜砂的强度。在获得高强度的条件下，可以降低树脂的加入量，降低覆膜砂的发气量。与添加其他有机增强剂的方法相比，也能降低覆膜砂的发气量。
附图说明
图1是宝珠砂原砂酸洗处理前颗粒表面形貌。
图2是宝珠砂原砂酸洗处理后颗粒表面形貌。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
取粒度为20/40目的宝珠砂1000g，加入300mL体积浓度为20％硫酸溶液浸泡90min，水洗至酸碱度中性(清洗后水的pH值为7)，100℃烘干120min。
将酸洗处理后的宝珠砂原砂100份预热到140℃后，倒入混砂机中，随即加入占原砂质量2.0％的热塑性酚醛树脂，混砂60s；加入占树脂质量2％的硬脂酸钙，混砂40s；砂温降到105℃时加入占树脂质量20％的乌洛托品水溶液(乌洛托品:水＝1:1)，混砂40s；降温到80℃以下后出料，破碎，筛分，制成覆膜砂。
强度试验样品的制备：样品模具预热到232℃，将覆膜砂倒入模具中保温2min，覆膜砂样品与模具一起空冷至室温后，取出样品测试。按国家行业标准JB/T 8583-2008进行性能试验，常温抗拉强度达4.49MPa，常温抗弯强度达8.56MPa，灼烧减量为2.32％。实施例2
取粒度为70/140目的宝珠砂1000g，加入400mL体积浓度为10％硫酸溶液浸泡80min，水洗至酸碱度中性(清洗后水的pH值为7)，500℃烘干60min。
将酸洗处理宝珠砂原砂100份预热到200℃后，倒入混砂机中；当温度降到135℃时加入占原砂质量3.5％的热塑性酚醛树脂，混砂70s；加入占树脂质量4％的硬脂酸钙，混砂50s；砂温降到105℃时加入占树脂质量10％的乌洛托品水溶液(乌洛托品:水＝1:1)，混砂60s；降温到80℃以下后出料，破碎，筛分，制成覆膜砂。
强度试验样品的制备如实施例1。按国家行业标准JB/T 8583-2008进行性能试验，常温抗拉强度达7.65MPa，常温抗弯强度达15.24MPa，灼烧减量为3.74％。
实施例3
取粒度为100/200目的宝珠砂1000g，加入500mL体积浓度为5％硫酸溶液浸泡60min，水洗至酸碱度中性(清洗后水的pH值为7)，1000℃烘干30min。
将酸洗处理宝珠砂原砂100份预热到220℃后，倒入混砂机中；当温度降到140℃时加入占原砂质量5％的热塑性酚醛树脂，混砂90s；加入占树脂质量3％的硬脂酸钙，混砂30s；砂温降到110℃时加入占树脂质量5％的乌洛托品水溶液(乌洛托品:水＝1:1)，混砂80s；再加入占树脂质量3％的硬脂酸钙，混砂50s；降温到80℃以下后出料，破碎，筛分，制成覆膜砂。
强度试验样品的制备如实施例1。按国家行业标准JB/T 8583-2008进行性能试验，常温抗拉强度达11.90MPa，常温抗弯强度达24.10MPa，灼烧减量为5.33％。
对比例
取粒度为100/200目的未酸洗处理宝珠砂100份，预热到220℃后，倒入混砂机中；当温度降到140℃时加入占原砂质量5％的热塑性酚醛树脂，混砂90s；砂温降到140℃时加入占树脂质量3％的硬脂酸钙，混砂30s；砂温降到110℃时加入占树脂质量5％的乌洛托品水溶液(乌洛托品:水＝1:1)，混砂80s；再加入占树脂质量3％的硬质酸钙，混砂50s；降温到80℃以下后出料，破碎，筛分，制成覆膜砂。
强度试验样品的制备如实施例1。按国家行业标准JB/T 8583-2008进行性能试验，常温抗拉强度达6.85MPa，常温抗弯强度达14.74MPa，灼烧减量为5.65％。
上述实施例只是为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)采用铸造用宝珠砂为覆膜砂原砂；
2)采用硫酸溶液作为处理液，对宝珠砂浸泡酸洗；
3)将酸洗后的宝珠砂反复水洗清除酸液；
4)干燥后覆膜。
2.如权利要求1所述的提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，其特征在于
所述步骤1)中，宝珠砂粒度为20目～200目，形状为近球形。
3.如权利要求1所述的提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，其特征在于：
所述步骤2)中，硫酸处理液体积浓度为5～20％，加入量为原砂质量的30～50％，浸泡时间为60～90min。
4.如权利要求1所述的提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，其特征在于：
所述步骤4)中，干燥温度为100～1000℃，干燥时间为0.5～2h。
5.如权利要求1所述的提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，其特征在于：
所述步骤4)中，覆膜工艺为：将原砂在烘箱中预热到140-220℃后，倒入混砂机中；当温度降到130～140℃时加入占原砂质量2％～5％的树脂，混砂60～90s；加入占树脂质量2％～6％的硬脂酸钙，混砂40～60s；砂温降到105～110℃时加入占树脂质量5～20％的乌洛托品水溶液，混砂40～80s；降温到80℃以下出料；破碎，筛分，得覆膜砂。
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