CN108971416A - 一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，所述覆膜砂含有以下重量份的组分：原砂87~118份、苯并噁嗪树脂2~2.5份、聚乙烯醇缩丁醛0.7~3.1份、无机聚合物3.7~5.6份、海藻酸钠0.3~0.5份、铝矾土3~11份、莫来石粉3~13份、硅藻土5~15份、六亚甲基四胺0.3~0.4份、硬脂酸钡0.1~0.2份、硬脂酸锌0.1~0.2份、硬脂酸钙0.15~0.2份、鳞片石墨0.45~3.8份、白云石粉0.7~3.3份、硝酸钾0.1~0.3份。本发明所述铸造用耐高温易溃散覆膜砂，优化含量组合而成，尤其是其中含有的硝酸钾分解温度高，苯并噁嗪树脂的耐热性优良，各组分协同配合，制备方法简单、原材料来源广泛，能保证覆膜砂的耐高温性能和浇注后的溃散性能。

Description

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂

技术领域

本发明涉及一种用于铸造领域中的覆膜砂，尤其是一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂。

背景技术

普通覆膜砂用于生产铸钢件以及一些特殊铸铁件(厚壁薄芯铸件)作砂芯时,在浇注后往往发现砂芯产生的裂纹,有时甚至使砂芯断裂,使铸件表面形成桔皮状缺陷。这是由于砂芯与高温熔融金属接触后,高温下苯并噁嗪树脂碳化燃烧分解,其强度降低,而硅砂产生相变体积膨胀较大,在砂芯急热膨胀作用下将砂芯破坏所致。当浇注温度过高时而且铁液质量比较大时,砂型甚至可能出现穿芯,造成铸件报废。另外一种情况是,当砂芯在完全被铁液包围的情况下,砂芯可能变软,在铁液浮力作用下,产生变形,造成铸件尺寸变化,严重的造成报废。因此耐高温覆膜砂是生产中急需开发的品种。

易溃散覆膜砂是针对非铁金属(特别是铝合金)铸件不易清砂而开发的一种覆膜砂。该砂在具有较好强度的同时具有优异的低温溃散性。用它生产非铁合金(铝合金、铜合金等)铸件,不需要将铸件重新加热来清砂,只需将浇注后的铸件冷却一段时间后,即可振动落砂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有较好的耐高温性能的同时，溃散性得到大幅提高的铸造用覆膜砂。

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，含有以下重量份的原料：原砂87~118份、苯并噁嗪树脂2~2.5份、聚乙烯醇缩丁醛0.7~3.1份、无机聚合物3.7~5.6份、海藻酸钠0.3~0.5份、铝矾土3~11份、莫来石粉3~13份、硅藻土5~15份、仙人掌废渣0.3~2.4份、六亚甲基四胺0.3~0.4份、硬脂酸钡0.1~0.2份、硬脂酸锌0.1~0.2份、硬脂酸钙0.15~0.2份、鳞片石墨0.45~3.8份、白云石粉0.7~3.3份、硝酸钾0.1~0.3份。

进一步的，所述苯并噁嗪树脂为经端胺基液体丁腈橡胶橡胶和有机硅树脂改性的苯并噁嗪树脂。

进一步的，所述原砂为石英砂和宝珠砂按照重量比4∶1混合而成的。

进一步的，所述无机聚合物为木质磺酸钙改性的粉煤灰-偏高岭土基地聚合物。

进一步的，所述硅藻土为活化改性硅藻土，具体制备方法为100份硅藻土经研磨后在，质量分数0.25%硫酸钠水溶液浸泡30~50min后，干燥后微波处理15~30min，在450℃下灼烧25min，在进行研磨擦洗后，用铝酸脂偶联剂进行偶联改性，即得。

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：

(1)称量各原料，并将原砂预热到要求温度，然后加入到混砂机中；

(2)加入苯并噁嗪树脂、聚乙烯醇缩丁醛、无机聚合物、海藻酸钠、铝矾土、莫来石粉、硅藻土、鳞片石墨、白云石粉、仙人掌废渣，融化覆膜充分；

(3)加入六亚甲基四胺溶液；

(4)等水分挥发完毕后，将硝酸钾与硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌混合均匀，加入，冷却、筛分、检测、包装即可。

本发明的有益效果：

原砂中还包括宝珠砂,占原砂总质量的25-35%,以此来代替传统的石英砂。宝珠砂有耐高温,低膨胀的特点,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;覆膜表面积小,所以能够提高强度,降低粘结剂用量和固化剂用量,发气量较低,能降低氢氧氮综合气孔。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,表面光滑,结构致密,使得粘结剂能均匀覆盖,并且属中性材料,酸、碱粘结剂均可使用,所以其回用再生性能好,性价比高,能减少粘结剂所产生的铸造缺陷,提高了铸件的成品率。本发明中的粘结剂选用苯并噁嗪树脂,,其性能对覆膜砂的质量有重要影响,其中最重要的特征就是耐高温性,即使在非常高的温度下,也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性,并且与各种各样的有机和无机填料都能相容,润湿速度快,在交联后可以具有较高的杋械强度和耐热性能,在本发明中,耐热性远优于酚醛树脂,能够实现防脱壳、快聚速的效果,润滑剂选用硬脂酸钙或硬脂酸锌、硬脂酸钡等,其有益效果在于防止结块,并提高覆膜砂的流动性及脱模性同时,这种类型的润滑剂熔点较高,能有效防止覆膜砂在使用过程中产生脱壳现象。、聚乙烯醇缩丁醛、无机聚合物、海藻酸钠、铝矾土、莫来石粉、硅藻土、鳞片石墨、白云石粉、仙人掌废渣,既能与粘结剂树脂相容混合,增加覆膜砂的强度，协同促进，界面层能传递应力,从而增强了原砂与树脂之间粘合强度,改善树脂的分散度以提高加工性能,同时还可以防止其它介质向界面渗透,改善了界面状态兼有耐高温、抗氧化、阻燃等多功能。

本发明相比现有技术，具有如下优点：

相比于现有技术,本发明覆膜砂制备工艺简单,所用增强材料来源广、性价比高；本发明覆膜砂在高温下耐热时间长,膨胀率低；本发明覆膜砂在高温下强度损失小,热稳定较好，易溃散。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，含有以下重量份的原料：原砂97份、苯并噁嗪树脂2.3份、聚乙烯醇缩丁醛2.4份、无机聚合物3.9份、海藻酸钠0.4份、铝矾土5份、莫来石粉7份、硅藻土8份、仙人掌废渣1.2份、六亚甲基四胺0.35份、硬脂酸钡0.15份、硬脂酸锌0.15份、硬脂酸钙0.15份、鳞片石墨2份、白云石粉2.4份、硝酸钾0.2份。

进一步的，所述苯并噁嗪树脂为经端胺基液体丁腈橡胶橡胶和有机硅树脂改性的苯并噁嗪树脂。

进一步的，所述原砂为石英砂和宝珠砂按照重量比4∶1混合而成的。

进一步的，所述无机聚合物为木质磺酸钙改性的粉煤灰-偏高岭土基地聚合物。

进一步的，所述硅藻土为活化改性硅藻土，具体制备方法为100份硅藻土经研磨后在，质量分数0.25%硫酸钠水溶液浸泡30~50min后，干燥后微波处理15~30min，在450℃下灼烧25min，在进行研磨擦洗后，用铝酸脂偶联剂进行偶联改性，即得。

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：

(1)称量各原料，并将原砂预热到要求温度，然后加入到混砂机中；

(2)加入苯并噁嗪树脂、聚乙烯醇缩丁醛、无机聚合物、海藻酸钠、铝矾土、莫来石粉、硅藻土、鳞片石墨、白云石粉、仙人掌废渣，融化覆膜充分；

(3)加入六亚甲基四胺溶液；

(4)等水分挥发完毕后，将硝酸钾与硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌混合均匀，加入，冷却、筛分、检测、包装即可。

实施例2

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，含有以下重量份的原料：原砂98份、苯并噁嗪树脂2.5份、聚乙烯醇缩丁醛1.5份、无机聚合物4.2份、海藻酸钠0.4份、铝矾土5份、莫来石粉6份、硅藻土75份、仙人掌废渣2.1份、六亚甲基四胺0.35份、硬脂酸钡0.2份、硬脂酸锌0.2份、硬脂酸钙0.2份、鳞片石墨1份、白云石粉2.1份、硝酸钾0.2份。

进一步的，所述苯并噁嗪树脂为经端胺基液体丁腈橡胶橡胶和有机硅树脂改性的苯并噁嗪树脂。

进一步的，所述原砂为石英砂和宝珠砂按照重量比4∶1混合而成的。

进一步的，所述无机聚合物为木质磺酸钙改性的粉煤灰-偏高岭土基地聚合物。

进一步的，所述硅藻土为活化改性硅藻土，具体制备方法为100份硅藻土经研磨后在，质量分数0.25%硫酸钠水溶液浸泡30~50min后，干燥后微波处理15~30min，在450℃下灼烧25min，在进行研磨擦洗后，用铝酸脂偶联剂进行偶联改性，即得。

一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：

(1)称量各原料，并将原砂预热到要求温度，然后加入到混砂机中；

(2)加入苯并噁嗪树脂、聚乙烯醇缩丁醛、无机聚合物、海藻酸钠、铝矾土、莫来石粉、硅藻土、鳞片石墨、白云石粉、仙人掌废渣，融化覆膜充分；

(3)加入六亚甲基四胺溶液；

(4)等水分挥发完毕后，将硝酸钾与硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌混合均匀，加入，冷却、筛分、检测、包装即可。

对比例1

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚乙烯醇缩丁醛成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例2

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去无机聚合物成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例3

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去海藻酸钠成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例4

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去铝矾土成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例5

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去莫来石粉成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例6

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去鳞片石墨成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例7

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去白云石粉成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例8

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去仙人掌废渣成分，除此外的方法步骤均相同。

表1各实施例和对比例耐高温易溃散覆膜砂的性能测试结果

Claims (6)

1.一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，含有以下重量份的原料：原砂87~118份、苯并噁嗪树脂2~2.5份、聚乙烯醇缩丁醛0.7~3.1份、无机聚合物3.7~5.6份、海藻酸钠0.3~0.5份、铝矾土3~11份、莫来石粉3~13份、硅藻土5~15份、仙人掌废渣0.3~2.4份、六亚甲基四胺0.3~0.4份、硬脂酸钡0.1~0.2份、硬脂酸锌0.1~0.2份、硬脂酸钙0.15~0.2份、鳞片石墨0.45~3.8份、白云石粉0.7~3.3份、硝酸钾0.1~0.3份。

2.如权利要求1所述的铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，所述苯并噁嗪树脂为经端胺基液体丁腈橡胶橡胶和有机硅树脂改性的苯并噁嗪树脂。

3.如权利要求1所述的铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，所述原砂为石英砂和宝珠砂按照重量比4∶1混合而成的。

4.如权利要求1所述的铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，所述无机聚合物为木质磺酸钙改性的粉煤灰-偏高岭土基地聚合物。

5.如权利要求1所述的铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，所述硅藻土为活化改性硅藻土，具体制备方法为100份硅藻土经研磨后在，质量分数0.25%硫酸钠水溶液浸泡30~50min后，干燥后微波处理15~30min，在450℃下灼烧25min，在进行研磨擦洗后，用铝酸脂偶联剂进行偶联改性，即得。

6.如权利要求1所述铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

(1)称量各原料，并将原砂预热到要求温度，然后加入到混砂机中；

(2)加入苯并噁嗪树脂、聚乙烯醇缩丁醛、无机聚合物、海藻酸钠、铝矾土、莫来石粉、硅藻土、鳞片石墨、白云石粉、仙人掌废渣，融化覆膜充分；

(3)加入六亚甲基四胺溶液；

(4)等水分挥发完毕后，将硝酸钾与硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸锌混合均匀，加入，冷却、筛分、检测、包装即可。