CN107470549A - 用于制备覆膜砂的组合物和制备覆膜砂的方法及覆膜砂 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于制备覆膜砂的组合物和制备覆膜砂的方法及覆膜砂，该组合物包括：第一骨料、第二骨料、粘结剂和固化剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为10‑150重量份，所述粘结剂的含量为1‑6重量份，所述固化剂的含量为0.05‑1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。该组合物所制备的覆膜砂具有激冷性好、耐火度高、强度高、发气量低等优点，可以满足铸钢及高合金铸铁件的生产需要，能够批量运用于工业使用。
Description
技术领域
本公开涉及铸造造型材料领域，具体地，涉及一种用于制备覆膜砂的组合物和制备覆膜砂的方法及覆膜砂。
背景技术
覆膜砂可以广泛用于汽车缸体、缸盖、各类管件、泵体等复杂铸件的生产。现有的覆膜砂产品采用沙漠的风积砂或者海砂为骨料，在铸造过程中远远满足不了铸钢及高合金铸铁件浇注温度高、收缩快、收缩量大、同时又需要覆膜砂本身强度高、发气量小的特点。
若铸件的浇注温度高，铸件容易出现烧结和脉纹的缺陷，从而严重影响铸件内腔及外观的表面质量，铸件清理困难甚至造成产品报废，导致铸件产品的不良率居高不下；同时铸钢及高合金铸铁件在冷却凝固过程中收缩快、收缩量大，现有覆膜砂品类中没有激冷效果及高的透气性，往往造成铸件开裂及表面气孔缺陷而报废；另外，现有的覆膜砂产品大多采用一般普通的硅砂，砂芯的抗拉、抗弯强度低、而发气量高，因此会造成漂芯(砂芯在铁水浮力作用下，发生移位、变形等问题)、铸件变形及铸件气孔缺陷而报废。
目前国内的覆膜砂厂家主要采用提高酚醛树脂加入量、添加耐高温添加剂、偶联剂来提高产品的耐火度，来克服铸钢及高合金铸铁件浇注温度的特点，但效果远达不到客户对铸件产品的品质要求，随着树脂量加入量提高，覆膜砂受热时释放的气量会迅速增加，极易造成铸件气孔缺陷，此外，废气排放对环境有极大的污染。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于制备覆膜砂的组合物和制备覆膜砂的方法及覆膜砂，该组合物所制备的覆膜砂具有激冷性好、耐火度高、强度高、发气量低等优点，可以满足铸钢及高合金铸铁件的生产需要，能够批量运用于工业使用。
为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种用于制备覆膜砂的组合物，该组合物包括：第一骨料、第二骨料、粘结剂和固化剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为10-150重量份，所述粘结剂的含量为1-6重量份，所述固化剂的含量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。
可选地，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为30-100重量份，所述粘结剂的含量为2-5重量份，所述固化剂的含量为0.3-1重量份。
可选地，所述第一骨料为石英硅砂和铬铁矿砂，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比为1：(0.05-1.5)。
可选地，所述第二骨料为宝珠砂和四氧化三铁砂，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量比为1：(0.05-2)。
可选地，所述石英硅砂的SiO2含量为85-95重量％，粒度分布为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量为45-100重量％，粒度分布为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量为70-85重量％，粒度分布为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量为75-90重量％，粒度分布为30目-270目。
可选地，所述粘结剂为酚醛树脂。
可选地，所述固化剂为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。
可选地，所述组合物还包括润滑剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的含量为0.1-1重量份。
可选地，所述润滑剂为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。
本公开第二方面：提供一种制备覆膜砂的方法，该方法包括：
a、将第一骨料和第二骨料混合并加热至120-150℃，得到加热后的骨料；
b、将步骤a中得到的所述加热后的骨料与粘结剂混合，然后在100-130℃下处理5-20s，得到混合粘结剂后的骨料；
c、将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s后筛分、冷却，得到覆膜砂；
以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的用量为10-150重量份，所述粘结剂的用量为1-6重量份，所述固化剂的用量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。
可选地，第一骨料为石英硅砂和铬铁矿砂，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比为1：(0.05-1.5)。
可选地，所述第二骨料为宝珠砂和四氧化三铁砂，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量比为1：(0.05-2)。
可选地，所述石英硅砂的SiO2含量为85-95重量％，粒度分布为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量为45-100重量％，粒度分布为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量为70-85重量％，粒度分布为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量为75-90重量％，粒度分布为30目-270目。
可选地，所述粘结剂为酚醛树脂。
可选地，所述固化剂为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。
可选地，该方法还包括：将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s，得到混合固化剂后的骨料；再将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂混合，然后在50-100℃下处理30-60s后筛分、冷却，得到覆膜砂；
以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的用量为0.1-1重量份。
可选地，所述润滑剂为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。
本公开第三方面：提供一种覆膜砂，该覆膜砂由本公开第二方面所述的方法制备得到。
通过上述技术方案，本公开提供的制备覆膜砂的组合物所制备的复合覆膜砂具备激冷性、高耐火性、高强度和低发气量等技术指标，可以满足铸钢及高合金铸铁件的生产需要，能够批量运用于工业使用。采用本公开提供的覆膜砂所生产的铸件的内腔及外观质量较好，铸件出品率提高，为铸造企业节约了生产成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面：提供一种用于制备覆膜砂的组合物，该组合物包括：第一骨料、第二骨料、粘结剂和固化剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为10-150重量份，所述粘结剂的含量为1-6重量份，所述固化剂的含量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。
铬铁矿砂是以铬铁矿为主的天然尖晶石经破碎、筛分后所得到的砂，其对铸件有激冷效果，能让铸件在冷却时表面快速凝固成硬壳，防止铸件在后期凝固过程中开裂、变形。石英硅砂是以石英为主要矿物成分，具有一定粒度大小的天然硅砂，其主要矿物成分是SiO2，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，同时具有较高的耐火性能。宝珠砂是以优质铝钒土为原料，经煅烧、电熔、造粒、分筛等工艺而制成的，其热膨胀系数小，性能可与锆英砂媲美，用其配制型砂，铸件不会产生膨胀缺陷；又由于其砂粒为球形，表面积小，流动性好，表面光滑，结构致密，使得粘结剂能均匀覆盖，可将粘结剂的加入量减少30-50％，减少了粘结剂所产生的铸造缺陷，提高了铸件的成品率。本公开提供的用于制备覆膜砂的组合物将多种骨料以特定的组合和比例搭配，能够得到耐火度高、强度高、透气性好、发气量低的覆膜砂产品。
为了进一步提高覆膜砂产品的性能，优选情况下，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为30-100重量份，所述粘结剂的含量为2-5重量份，所述固化剂的含量为0.3-1重量份。
根据本公开的一种可选的实施方式，为了进一步提高覆膜砂产品的激冷性和耐火度，所述第一骨料可以为石英硅砂和铬铁矿砂。在该可选的实施方式中，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比可以为1：(0.05-1.5)。
根据本公开的一种可选的实施方式，为了进一步提高覆膜砂产品的透气性和耐火度，提高产品的成品率同时降低产品的成本，所述第二骨料可以为宝珠砂和四氧化三铁砂。在该可选的实施方式中，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量可以比为1：(0.05-2)。
根据本公开，所述第一骨料和第二骨料的主要成分的含量及其粒度对覆膜砂产品的性能具有一定的影响。为了达到理想的效果，所述石英硅砂的SiO2含量可以为85-95重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量可以为45-100重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量可以为70-85重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量可以为75-90重量％，粒度分布可以为30目-270目。
根据本公开，所述粘结剂可以为酚醛树脂。具体地，所述粘结剂可以包括重均分子量(MW)在600-1500的第一酚醛树脂(高强度树脂)，重均分子量在1500-2500的第二酚醛树脂(中等强度树脂)和重均分子量在2500-5000的第三酚醛树脂(低强度快聚速树脂)中的至少一种。根据本公开的一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第一酚醛树脂和第二酚醛树脂，在该实施方式中，所述第一酚醛树脂和第二酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。根据本公开的另一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第一酚醛树脂和第三酚醛树脂，在该实施方式中，所述第一酚醛树脂和第三酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。根据本公开的再一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第二酚醛树脂和第三酚醛树脂，在该实施方式中，所述第二酚醛树脂和第三酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。所述酚醛树脂均可商购得到，例如，所述第一酚醛树脂可以为商品号为1904、710等的酚醛树脂，所述第二酚醛树脂可以为商品号为1901、20K、908-2、909，21R等的酚醛树脂，所述第三酚醛树脂可以为商品号为910、30K、110等的酚醛树脂。采用具有不同性能的酚醛树脂搭配组合能够使覆膜砂成品具有好的固化性、高熔点和高强度，且不会改变覆膜砂产品的其它理化性能；较低的粘结剂加入量减轻了使用过程中对环境和人员的影响，同时不会改变覆膜砂原有制芯使用条件。
根据本公开，所述固化剂可以为本领域的常规选择，例如可以为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。本公开的实施例中所采用的固化剂为六亚甲基四胺，但不因此而限制本公开。
根据本公开，为了提高组合物在制备覆膜砂过程中的可加工性，所述组合物还可以包括润滑剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的含量可以为0.1-1重量份。所述润滑剂可以为本领域的常规选择，例如可以为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。本公开的实施例中所采用的润滑剂为硬脂酸钙，但不因此而限制本公开。
本公开第二方面：提供一种制备覆膜砂的方法，该方法包括：a、将第一骨料和第二骨料混合并加热至120-150℃，得到加热后的骨料；b、将步骤a中得到的所述加热后的骨料与粘结剂混合，然后在100-130℃下处理5-20s，得到混合粘结剂后的骨料；c、将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s后筛分、冷却，得到覆膜砂；以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的用量为10-150重量份，所述粘结剂的用量为1-6重量份，所述固化剂的用量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。优选情况下，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为30-100重量份，所述粘结剂的含量为2-5重量份，所述固化剂的含量为0.3-1重量份。
根据本公开的一种可选的实施方式，为了进一步提高覆膜砂产品的激冷性和耐火度，所述第一骨料可以为石英硅砂和铬铁矿砂。在该可选的实施方式中，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比可以为1：(0.05-1.5)。
根据本公开的一种可选的实施方式，为了进一步提高覆膜砂产品的透气性和耐火度，提高产品的成品率同时降低产品的成本，所述第二骨料可以为宝珠砂和四氧化三铁砂。在该可选的实施方式中，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量可以比为1：(0.05-2)。
根据本公开，所述第一骨料和第二骨料的主要成分的含量及其粒度对覆膜砂产品的性能具有一定的影响。为了达到理想的效果，所述石英硅砂的SiO2含量可以为85-95重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量可以为45-100重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量可以为70-85重量％，粒度分布可以为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量可以为75-90重量％，粒度分布可以为30目-270目。
根据本公开，所述粘结剂可以为酚醛树脂。具体地，所述粘结剂可以包括重均分子量(MW)在600-1500的第一酚醛树脂(高强度树脂)，重均分子量在1500-2500的第二酚醛树脂(中等强度树脂)和重均分子量在2500-5000的第三酚醛树脂(低强度快聚速树脂)中的至少一种。根据本公开的一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第一酚醛树脂和第二酚醛树脂，在该实施方式中，所述第一酚醛树脂和第二酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。根据本公开的另一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第一酚醛树脂和第三酚醛树脂，在该实施方式中，所述第一酚醛树脂和第三酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。根据本公开的再一种可选的实施方式，所述粘结剂可以为所述第二酚醛树脂和第三酚醛树脂，在该实施方式中，所述第二酚醛树脂和第三酚醛树脂的重量比可以为1：(1-5)。所述酚醛树脂均可商购得到，例如，所述第一酚醛树脂可以为商品号为1904、710等的酚醛树脂，所述第二酚醛树脂可以为商品号为1901、20K、908-2、909，21R等的酚醛树脂，所述第三酚醛树脂可以为商品号为910、30K、110等的酚醛树脂。采用具有不同性能的酚醛树脂搭配组合能够使覆膜砂成品具有好的固化性、高熔点和高强度，且不会改变覆膜砂产品的其它理化性能；较低的粘结剂加入量减轻了使用过程中对环境和人员的影响，同时不会改变覆膜砂原有制芯使用条件。
根据本公开，所述固化剂可以为本领域的常规选择，例如可以为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。本公开的实施例中所采用的固化剂为六亚甲基四胺，但不因此而限制本公开。
根据本公开，为了提高组合物在制备覆膜砂过程中的可加工性，该方法还可以包括：将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s，得到混合固化剂后的骨料；再将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂混合，然后在50-100℃下处理30-60s后筛分、冷却，得到覆膜砂。以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的含量可以为0.1-1重量份。所述润滑剂可以为本领域的常规选择，例如可以为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。本公开的实施例中所采用的润滑剂为硬脂酸钙，但不因此而限制本公开。
本公开提供的制备覆膜砂的方法可以在本领域技术人员所熟知的常规设备中进行。
本公开第三方面：提供由本公开第二方面所述的方法制备得到的覆膜砂。本公开提供的复合覆膜砂具备激冷性、高耐火性、高强度和低发气量等技术指标，可以满足铸钢及高合金铸铁件的生产需要，能够批量运用于工业使用。采用本公开提供的覆膜砂所生产的铸件的内腔及外观质量较好，铸件出品率提高，为铸造企业节约了生产成本。
以下的实施例将对本公开作进一步的说明，但并不因此限制本公开。
实施例和对比例中，覆膜砂的粒度为50/100目是指，所制得的覆膜砂中，粒度为50目、70目和100目的覆膜砂所占百分比超过85％。
实施例1
将1kg石英硅砂(SiO2含量为90重量％，粒度为50/100)、1kg铬铁矿砂(Cr2O3含量为50重量％，粒度为50/100)、0.8kg宝珠砂(Al2O3含量为75重量％，粒度为50/100)和0.2kg四氧化三铁砂(Fe3O4含量为80重量％，粒度为50/100)用斗提机送入批次加热机中混合并升温加热到140℃，得到加热后的骨料。将所述加热后的骨料送入混砂机中，并向混砂机中加入30g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和30g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)，然后在130℃下混制20s，得到混合粘结剂后的骨料。然后将6g固化剂六亚甲基四胺送入混砂机中，使所述混合粘结剂后的骨料与粘结剂在100℃下混制20s，得到混合固化剂后的骨料。再将9g润滑剂硬脂酸钙送入混砂机中，将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂在80℃下混制30s后出砂。将杂质颗粒进行筛分去除，经过冷却床降温到50℃以下，得到本实施例制备的覆膜砂，粒度为50/100目。
实施例2
将1kg石英硅砂(SiO2含量为90重量％，粒度为50/100)、1.5kg铬铁矿砂(Cr2O3含量为50重量％，粒度为50/100)、0.8kg宝珠砂(Al2O3含量为75重量％，粒度为50/100)和0.3kg四氧化三铁砂(Fe3O4含量为80重量％，粒度为50/100)用斗提机送入批次加热机中混合并升温加热到145℃，得到加热后的骨料。将所述加热后的骨料送入混砂机中，并向混砂机中加入20g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和50g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)，然后在130℃下混制20s，得到混合粘结剂后的骨料。然后将12g固化剂硫酸乙酯送入混砂机中，使所述混合粘结剂后的骨料与粘结剂在110℃下混制30s，得到混合固化剂后的骨料。再将18g润滑剂硬脂酸镁送入混砂机中，将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂在90℃下混制20s后出砂。将杂质颗粒进行筛分去除，经过冷却床降温到50℃以下，得到本实施例制备的覆膜砂，粒度为50/100目。
实施例3
将1kg石英硅砂(SiO2含量为90重量％，粒度为50/100)、0.1kg铬铁矿砂(Cr2O3含量为50重量％，粒度为50/100)、0.3kg宝珠砂(Al2O3含量为75重量％，粒度为50/100)和0.08kg四氧化三铁砂(Fe3O4含量为80重量％，粒度为50/100)用斗提机送入批次加热机中混合并升温加热到135℃，得到加热后的骨料。将所述加热后的骨料送入混砂机中，并向混砂机中加入22g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和33g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)，然后在120℃下混制40s，得到混合粘结剂后的骨料。然后将5g固化剂六亚甲基四胺送入混砂机中，使所述混合粘结剂后的骨料与粘结剂在110℃下混制35s，得到混合固化剂后的骨料。再将2.2g润滑剂硬脂酸钙送入混砂机中，将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂在80℃下混制40s后出砂。将杂质颗粒进行筛分去除，经过冷却床降温到50℃以下，得到本实施例制备的覆膜砂，粒度为50/100目。
实施例4
将1kg石英硅砂(SiO2含量为90重量％，粒度为50/100)、1kg铬铁矿砂(Cr2O3含量为50重量％，粒度为50/100)、1kg宝珠砂(Al2O3含量为75重量％，粒度为50/100)和2kg四氧化三铁砂(Fe3O4含量为80重量％，粒度为50/100)用斗提机送入批次加热机中混合并升温加热到140℃，得到加热后的骨料。将所述加热后的骨料送入混砂机中，并向混砂机中加入60g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和60g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)，然后在130℃下混制20s，得到混合粘结剂后的骨料。然后将24g固化剂六亚甲基四胺送入混砂机中，使所述混合粘结剂后的骨料与粘结剂在100℃下混制20s，得到混合固化剂后的骨料。再将10g润滑剂送入混砂机中，将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂在80℃下混制40s后出砂。将杂质颗粒进行筛分去除，经过冷却床降温到50℃以下，得到本实施例制备的覆膜砂，粒度为50/100目。
实施例5
将1kg石英硅砂(SiO2含量为90重量％，粒度为50/100)、1kg铬铁矿砂(Cr2O3含量为50重量％，粒度为50/100)、0.1kg宝珠砂(Al2O3含量为75重量％，粒度为50/100)和0.1kg四氧化三铁砂(Fe3O4含量为80重量％，粒度为50/100)用斗提机送入批次加热机中混合并升温加热到140℃，得到加热后的骨料。将所述加热后的骨料送入混砂机中，并向混砂机中加入10g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和10g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)，然后在130℃下混制20s，得到混合粘结剂后的骨料。然后将1g固化剂六亚甲基四胺送入混砂机中，使所述混合粘结剂后的骨料与粘结剂在100℃下混制30s，得到混合固化剂后的骨料。再将7g润滑剂送入混砂机中，将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂在80℃下混制30s后出砂。将杂质颗粒进行筛分去除，经过冷却床降温到50℃以下，得到本实施例制备的覆膜砂，粒度为50/100目。
实施例6
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例所采用的粘结剂为30g商品号为1904的酚醛树脂(重均分子量为1460)和30g商品号为1901的酚醛树脂(重均分子量为2750)。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例7
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例所采用的粘结剂为30g商品号为1901的酚醛树脂(重均分子量为2750)和30g商品号为910的酚醛树脂(重均分子量为3680)。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例8
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例采用相同重量的石英硅砂替换铬铁矿砂，即骨料为：2kg石英硅砂、0.8kg宝珠砂和0.2kg四氧化三铁砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例9
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例采用相同重量的铬铁矿砂替换石英硅砂，即骨料为：2kg铬铁矿砂、0.8kg宝珠砂和0.2kg四氧化三铁砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例10
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例采用相同重量的四氧化三铁砂替换宝珠砂，即骨料为：1kg石英硅砂、1kg铬铁矿砂、1kg四氧化三铁砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例11
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例采用相同重量的宝珠砂替换四氧化三铁砂，即骨料为：1kg石英硅砂、1kg铬铁矿砂、1kg宝珠砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例12
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例中的骨料为2kg石英硅砂和1kg宝珠砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例13
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例中的骨料为2kg铬铁矿砂和1kg宝珠砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例14
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例中的骨料为2kg石英硅砂和1kg四氧化三铁砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
实施例15
按照实施例1的方法制备覆膜砂，区别在于，本实施例中的骨料为2kg铬铁矿砂和1kg四氧化三铁砂。本实施例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
对比例1
本对比例用于说明现有技术中的覆膜砂。制备方法为：将100kg石英砂加热升温到130±5℃，将加热后的石英砂送入混砂机中，随后加入2kg酚醛树脂，树脂全部溶解后，再加入0.3kg固化剂乌洛托品，搅拌均匀后再加入0.2kg润滑剂硬脂酸钙，混制均匀后出砂，经过冷却筛分使覆膜砂。本对比例制备的覆膜砂的粒度为50/100目。
对比例2
与实施例1的区别在于，本对比例中的骨料为3kg石英硅砂。本对比例制备的覆膜砂的粒度为50/100。
对比例3
与实施例1的区别在于，本对比例中的骨料为3kg铬铁矿砂。本对比例制备的覆膜砂的粒度为50/100。
对比例4
与实施例1的区别在于，本对比例中的骨料为1.5kg石英硅砂和1.5kg铬铁矿砂。本对比例制备的覆膜砂的粒度为50/100。
对比例5
与实施例1的区别在于，本对比例中的骨料为2.4kg宝珠砂和0.6kg四氧化三铁砂。本对比例制备的覆膜砂的粒度为50/100。
测试实施例
按照GB/T8583-2008的标准对实施例1-15和对比例1-5所制备的覆膜砂的强度、激冷、耐高温、发气量等物化性能进行测试，结果列于表1中。
表1
由表1的结果可见，本公开提供的制备覆膜砂的组合物所制备的复合覆膜砂具备激冷性、高耐火性、高强度和低发气量等技术指标，可以满足铸钢及高合金铸铁件的生产需要，能够批量运用于工业使用，尤其在以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为30-100重量份，所述粘结剂的含量为2-5重量份，所述固化剂的含量为0.3-1重量份时覆膜砂的性能更为优异。
以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (18)
1.一种用于制备覆膜砂的组合物，其特征在于，该组合物包括：第一骨料、第二骨料、粘结剂和固化剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为10-150重量份，所述粘结剂的含量为1-6重量份，所述固化剂的含量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的含量为30-100重量份，所述粘结剂的含量为2-5重量份，所述固化剂的含量为0.3-1重量份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一骨料为石英硅砂和铬铁矿砂，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比为1：(0.05-1.5)。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第二骨料为宝珠砂和四氧化三铁砂，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量比为1：(0.05-2)。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述石英硅砂的SiO2含量为85-95重量％，粒度分布为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量为45-100重量％，粒度分布为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量为70-85重量％，粒度分布为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量为75-90重量％，粒度分布为30目-270目。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述粘结剂为酚醛树脂。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述固化剂为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还包括润滑剂，以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的含量为0.1-1重量份。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述润滑剂为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。
10.一种制备覆膜砂的方法，其特征在于，该方法包括：
a、将第一骨料和第二骨料混合并加热至120-150℃，得到加热后的骨料；
b、将步骤a中得到的所述加热后的骨料与粘结剂混合，然后在100-130℃下处理5-20s，得到混合粘结剂后的骨料；
c、将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s后筛分、冷却，得到覆膜砂；
以100重量份的所述第一骨料为基准，所述第二骨料的用量为10-150重量份，所述粘结剂的用量为1-6重量份，所述固化剂的用量为0.05-1.2重量份，所述第一骨料为石英硅砂和/或铬铁矿砂，所述第二骨料为宝珠砂和/或四氧化三铁砂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，第一骨料为石英硅砂和铬铁矿砂，所述石英硅砂和铬铁矿砂的重量比为1：(0.05-1.5)。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二骨料为宝珠砂和四氧化三铁砂，所述宝珠砂和四氧化三铁砂的重量比为1：(0.05-2)。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述石英硅砂的SiO2含量为85-95重量％，粒度分布为30目-270目；所述铬铁矿砂的Cr2O3含量为45-100重量％，粒度分布为30目-270目；所述宝珠砂的Al2O3含量为70-85重量％，粒度分布为30目-270目；所述四氧化三铁砂的Fe3O4含量为75-90重量％，粒度分布为30目-270目。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述粘结剂为酚醛树脂。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述固化剂为选自六亚甲基四胺、硫酸乙酯和石油磺酸中的至少一种。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，该方法还包括：将步骤b中得到的所述混合粘结剂后的骨料与固化剂混合，然后在80-100℃下处理5-15s，得到混合固化剂后的骨料；再将所述混合固化剂后的骨料与润滑剂混合，然后在50-100℃下处理30-60s后筛分、冷却，得到覆膜砂；
以100重量份的所述第一骨料为基准，所述润滑剂的用量为0.1-1重量份。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述润滑剂为选自硬脂酸钙、滑石粉、硬脂酸钙钠和硬脂酸镁中的至少一种。
18.一种覆膜砂，其特征在于，该覆膜砂由权利要求10-17中任意一项所述的方法制备得到。
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