CN110918867A - 一种不锈钢专用覆膜砂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢专用覆膜砂及其制备工艺，具体涉及覆膜砂领域，包括以下原料：原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂、促硬剂；其制备工艺包括称量、原砂混合加热、混合砂加热、加入高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂、冷却、破碎、筛分、检测、包装入库。本发明可增加覆膜砂的特种性能，可增加覆膜砂的耐高温性能，可有效提高覆膜砂的质量，提高覆膜砂的耐高温性能，可有效改善覆膜砂的耐高温性能，进一步提高覆膜砂的耐火度，铸件表面光洁，可有效避免不锈钢铸件表面粘砂，使得覆膜砂完全可以适用于不锈钢铸件的生产，成品合格率高。
Description
技术领域
本发明涉及覆膜砂技术领域，更具体地说，本发明涉及一种不锈钢专用覆膜砂及其制备工艺。
背景技术
覆膜砂（coated sand），砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。有冷法和热法两种覆膜工艺：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，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。用于铸钢件、铸铁件。
传统的覆膜砂耐火度较低，仅局限在铸铁和有色金属等低温行业应用，在不锈钢等高温铸钢行业由于存在严重的铸件表面粘砂，导致铸件的废品率很高，并没有达到广泛应用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种不锈钢专用覆膜砂及其制备工艺，本发明所要解决的问题是：如何加强覆膜砂的耐火度，避免不锈钢铸件表面粘砂，提高成品合格率，实现覆膜砂在对不锈钢行业的广泛应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种不锈钢专用覆膜砂，包括以下重量份的原料：原砂80-120份、锆砂20-30份、陶粒砂20-30份、高岭土20-30份、高强度耐高温酚醛树脂5-16份、乌洛托品1-4份、硬脂酸钙2-6份、耐高温添加剂5-15份、促硬剂2-5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶0.5-1.5；
在一个优选的实施方式中，其包括以下重量份的原料：原砂80份、锆砂20份、陶粒砂20份、高岭土20份、高强度耐高温酚醛树脂5份、乌洛托品1份、硬脂酸钙2份、耐高温添加剂5份、促硬剂2份；其中所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶1。
在一个优选的实施方式中，其包括以下重量份的原料：原砂120份、锆砂30份、陶粒砂30份、高岭土30份、高强度耐高温酚醛树脂16份、乌洛托品3份、硬脂酸钙5份、耐高温添加剂15份、促硬剂5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶1.5。
在一个优选的实施方式中，所述高强度耐高温酚醛树脂包括以下原料：苯酚、多聚甲醛、甲醇、乙醇、二元脂、脱芳白油、桐油、乙酸锌、乙二醇、硅烷偶联剂，可制作成所述高强度耐高温酚醛树脂，提高覆膜砂的强度和耐高温性能。
在一个优选的实施方式中，所述耐高温添加剂包括以下原料：硅微粉、超细氧化铝粉、球形陶瓷粉、还原性添加剂和复合高分子材料，可制作成所述耐高温添加剂，可进一步提高覆膜砂的耐高温性能。
在一个优选的实施方式中，所述促硬剂包括以下组成部分：硫酸铝、三乙醇胺、氟化钠和甲酸，所述硫酸铝、所述三乙醇胺、所述氟化钠和所述甲酸的比例为9∶1∶1∶2，可制作成所述促硬剂，可实现覆膜砂的快速成型。
本发明还包括一种不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，具体制备步骤如下：
a）称取上述重量份的原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂；
b）上述原砂中的宝珠砂和福建砂加入温度为130℃的旋转式燃气加热炉内加热，混合均匀后，在150℃保温5min-10min，得到原砂混匀料；
c）将锆砂、陶粒砂、高岭土加入旋转式燃气加热炉中，与原砂混匀料混合，搅拌混合均匀后，在200℃保温10min-15min，得到混合砂；
d）待混合砂温度降至125℃-135℃，加入高强度耐高温酚醛树脂，搅拌90秒-135秒后，加入乌洛托品和硬脂酸钙，搅拌60秒-90秒后，加入耐高温添加剂，搅拌60秒-90秒后，加入促硬剂，继续加热搅拌4min-5min，得到高温覆膜砂；
e）加热结束后，将高温覆膜砂进行冷却，冷却过程中使用粉碎机对高温覆膜砂进行破碎，然后使用振动筛对高温覆膜砂进行筛分，去除杂质之后，继续冷却；
f）冷却结束后，得到不锈钢专用覆膜砂，对不锈钢专用覆膜砂质量进行检测；
g）对检验合格的不锈钢专用覆膜砂进行包装，入库储存。
在一个优选的实施方式中，覆膜砂质量检测方式为抽检，检测更加方便快捷，检测时间短。
在一个优选的实施方式中，覆膜砂的质量检测方法包括：使用高温性能测试仪对覆膜砂的在高温状态在的性能进行检测、使用发气仪对覆膜砂的发气量进行检测、使用热态强度测试仪对覆膜砂的热态强度进行检测。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过在原料中使用锆砂和陶粒砂，可增加覆膜砂的特种性能，覆膜砂各方面性能可得到显著提高，高岭土的应用可增加覆膜砂的耐高温性能，高强度耐高温酚酞树脂作为粘结剂使用，可有效提高覆膜砂的质量，提高覆膜砂的耐高温性能，可避免不锈钢铸件表面粘砂，提高不锈钢成品合格率；
2、本发明中耐高温添加剂与润滑剂配合使用，可有效改善覆膜砂的耐高温性能，进一步提高覆膜砂的耐火度，同时可省去施涂工序，铸件表面光洁，可有效避免不锈钢铸件表面粘砂，使得覆膜砂完全可以适用于不锈钢铸件的生产，成品合格率高，促硬剂的使用可加快覆膜砂的制壳型（芯）速度，制壳型（芯）时间缩短。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种不锈钢专用覆膜砂，包括以下重量份的原料：原砂80-120份、锆砂20-30份、陶粒砂20-30份、高岭土20-30份、高强度耐高温酚醛树脂5-16份、乌洛托品1-4份、硬脂酸钙2-6份、耐高温添加剂5-15份、促硬剂2-5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶0.5-1.5；
而具体到本实施例中（按重量份数比计）：原砂80份、锆砂20份、陶粒砂20份、高岭土20份、高强度耐高温酚醛树脂5份、乌洛托品1份、硬脂酸钙2份、耐高温添加剂5份、促硬剂2份；其中所述宝珠砂40份，所述福建砂40份，其中所述高强度耐高温酚醛树脂包括以下原料：苯酚、多聚甲醛、甲醇、乙醇、二元脂、脱芳白油、桐油、乙酸锌、乙二醇、硅烷偶联剂，可制作成所述高强度耐高温酚醛树脂，提高覆膜砂的强度和耐高温性能，所述促硬剂包括以下组成部分：硫酸铝、三乙醇胺、氟化钠和甲酸，所述硫酸铝、所述三乙醇胺、所述氟化钠和所述甲酸的比例为9∶1∶1∶2，可制作成所述促硬剂，可实现覆膜砂的快速成型；
还包括不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，具体步骤如下：
a）称取上述重量份的原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂；
b）上述原砂中的宝珠砂和福建砂加入温度为130℃的旋转式燃气加热炉内加热，混合均匀后，在150℃保温5min-10min，得到原砂混匀料；
c）将锆砂、陶粒砂、高岭土加入旋转式燃气加热炉中，与原砂混匀料混合，搅拌混合均匀后，在200℃保温10min-15min，得到混合砂；
d）待混合砂温度降至125℃-135℃，加入高强度耐高温酚醛树脂，搅拌90秒-135秒后，加入乌洛托品和硬脂酸钙，搅拌60秒-90秒后，加入耐高温添加剂，搅拌60秒-90秒后，加入促硬剂，继续加热搅拌4min-5min，得到高温覆膜砂；
e）加热结束后，将高温覆膜砂进行冷却，冷却过程中使用粉碎机对高温覆膜砂进行破碎，然后使用振动筛对高温覆膜砂进行筛分，去除杂质之后，继续冷却；
f）冷却结束后，得到不锈钢专用覆膜砂，对不锈钢专用覆膜砂质量进行抽检，使用高温性能测试仪对覆膜砂的在高温状态在的性能进行检测、使用发气仪对覆膜砂的发气量进行检测、使用热态强度测试仪对覆膜砂的热态强度进行检测；
g）对检验合格的不锈钢专用覆膜砂进行包装，入库储存。
实施例2：
本发明提供了一种不锈钢专用覆膜砂，包括以下重量份的原料：原砂80-120份、锆砂20-30份、陶粒砂20-30份、高岭土20-30份、高强度耐高温酚醛树脂5-16份、乌洛托品1-4份、硬脂酸钙2-6份、耐高温添加剂5-15份、促硬剂2-5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶0.5-1.5；
而具体到本实施例中（按重量份数比计）：原砂120份、锆砂30份、陶粒砂30份、高岭土30份、高强度耐高温酚醛树脂16份、乌洛托品3份、硬脂酸钙5份、耐高温添加剂15份、促硬剂5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂48份，所述福建砂72份，所述耐高温添加剂包括以下原料：硅微粉、超细氧化铝粉、球形陶瓷粉、还原性添加剂和复合高分子材料，可制作成所述耐高温添加剂，可进一步提高覆膜砂的耐高温性能，所述促硬剂包括以下组成部分：硫酸铝、三乙醇胺、氟化钠和甲酸，所述硫酸铝、所述三乙醇胺、所述氟化钠和所述甲酸的比例为9∶1∶1∶2，可制作成所述促硬剂，可实现覆膜砂的快速成型；
还包括不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，具体步骤如下：
a）称取上述重量份的原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂；
b）上述原砂中的宝珠砂和福建砂加入温度为130℃的旋转式燃气加热炉内加热，混合均匀后，在150℃保温5min-10min，得到原砂混匀料；
c）将锆砂、陶粒砂、高岭土加入旋转式燃气加热炉中，与原砂混匀料混合，搅拌混合均匀后，在200℃保温10min-15min，得到混合砂；
d）待混合砂温度降至125℃-135℃，加入高强度耐高温酚醛树脂，搅拌90秒-135秒后，加入乌洛托品和硬脂酸钙，搅拌60秒-90秒后，加入耐高温添加剂，搅拌60秒-90秒后，加入促硬剂，继续加热搅拌4min-5min，得到高温覆膜砂；
e）加热结束后，将高温覆膜砂进行冷却，冷却过程中使用粉碎机对高温覆膜砂进行破碎，然后使用振动筛对高温覆膜砂进行筛分，去除杂质之后，继续冷却；
f）冷却结束后，得到不锈钢专用覆膜砂，对不锈钢专用覆膜砂质量进行抽检；
g）对检验合格的不锈钢专用覆膜砂进行包装，入库储存。
实施例3：
本发明提供了一种不锈钢专用覆膜砂，包括以下重量份的原料：原砂80-120份、锆砂20-30份、陶粒砂20-30份、高岭土20-30份、高强度耐高温酚醛树脂5-16份、乌洛托品1-4份、硬脂酸钙2-6份、耐高温添加剂5-15份、促硬剂2-5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶0.5-1.5；
而具体到本实施例中（按重量份数比计）：原砂100份、锆砂25份、陶粒砂25份、高岭土25份、高强度耐高温酚醛树脂10份、乌洛托品2.5份、硬脂酸钙4份、耐高温添加剂10份、促硬剂3.5份；其中所述宝珠砂65份，所述福建砂35份，其中所述高强度耐高温酚醛树脂包括以下原料：苯酚、多聚甲醛、甲醇、乙醇、二元脂、脱芳白油、桐油、乙酸锌、乙二醇、硅烷偶联剂，可制作成所述高强度耐高温酚醛树脂，提高覆膜砂的强度和耐高温性能，所述耐高温添加剂包括以下原料：硅微粉、超细氧化铝粉、球形陶瓷粉、还原性添加剂和复合高分子材料，可制作成所述耐高温添加剂，可进一步提高覆膜砂的耐高温性能，所述促硬剂包括以下组成部分：硫酸铝、三乙醇胺、氟化钠和甲酸，所述硫酸铝、所述三乙醇胺、所述氟化钠和所述甲酸的比例为9∶1∶1∶2，可制作成所述促硬剂，可实现覆膜砂的快速成型；
还包括不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，具体步骤如下：
a）称取上述重量份的原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂；
b）上述原砂中的宝珠砂和福建砂加入温度为130℃的旋转式燃气加热炉内加热，混合均匀后，在150℃保温5min-10min，得到原砂混匀料；
c）将锆砂、陶粒砂、高岭土加入旋转式燃气加热炉中，与原砂混匀料混合，搅拌混合均匀后，在200℃保温10min-15min，得到混合砂；
d）待混合砂温度降至125℃-135℃，加入高强度耐高温酚醛树脂，搅拌90秒-135秒后，加入乌洛托品和硬脂酸钙，搅拌60秒-90秒后，加入耐高温添加剂，搅拌60秒-90秒后，加入促硬剂，继续加热搅拌4min-5min，得到高温覆膜砂；
e）加热结束后，将高温覆膜砂进行冷却，冷却过程中使用粉碎机对高温覆膜砂进行破碎，然后使用振动筛对高温覆膜砂进行筛分，去除杂质之后，继续冷却；
f）冷却结束后，得到不锈钢专用覆膜砂，对不锈钢专用覆膜砂质量进行抽检，使用高温性能测试仪对覆膜砂的在高温状态在的性能进行检测、使用发气仪对覆膜砂的发气量进行检测、使用热态强度测试仪对覆膜砂的热态强度进行检测；
g）对检验合格的不锈钢专用覆膜砂进行包装，入库储存。
实施例4
分别取上述实施例1-3所制得的覆膜砂制作100件相同型号尺寸的不锈钢产品，每100件为一组，分三组分别试用三个实施例中制备的覆膜砂，不锈钢产品制作完成后，经检验得到以下数据：
| 不锈钢产品数量 | 不锈钢产品表面粘砂的数量 | 不锈钢产品的废品率 | |
| 实施例1 | 100 | 5 | 5％ |
| 实施例2 | 100 | 6 | 6％ |
| 实施例3 | 100 | 1 | 1％ |
由上表可知，实施例3中原料配合比较适中，使用该覆膜砂制成的不锈钢产品废品率明显降低，可以进行广泛应用，在原料中使用锆砂和陶粒砂，可增加覆膜砂的特种性能，覆膜砂各方面性能可得到显著提高，高岭土的应用可增加覆膜砂的耐高温性能，高强度耐高温酚酞树脂作为粘结剂使用，可有效提高覆膜砂的质量，提高覆膜砂的耐高温性能，耐高温添加剂与润滑剂配合使用，可有效改善覆膜砂的耐高温性能，进一步提高覆膜砂的耐火度，同时可省去施涂工序，铸件表面光洁，可有效避免不锈钢铸件表面粘砂，使得覆膜砂完全可以适用于不锈钢铸件的生产，成品合格率高，促硬剂的使用可加快覆膜砂的制壳型（芯）速度，制壳型（芯）时间缩短。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：包括以下重量份的原料：原砂80-120份、锆砂20-30份、陶粒砂20-30份、高岭土20-30份、高强度耐高温酚醛树脂5-16份、乌洛托品1-4份、硬脂酸钙2-6份、耐高温添加剂5-15份、促硬剂2-5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶0.5-1.5。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：包括以下重量份的原料：原砂80份、锆砂20份、陶粒砂20份、高岭土20份、高强度耐高温酚醛树脂5份、乌洛托品1份、硬脂酸钙2份、耐高温添加剂5份、促硬剂2份；其中所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶1。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：包括以下重量份的原料：原砂120份、锆砂30份、陶粒砂30份、高岭土30份、高强度耐高温酚醛树脂16份、乌洛托品3份、硬脂酸钙5份、耐高温添加剂15份、促硬剂5份；所述原砂包括宝珠砂和福建砂，所述宝珠砂与所述福建砂的比例为1∶1.5。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：所述高强度耐高温酚醛树脂包括以下原料：苯酚、多聚甲醛、甲醇、乙醇、二元脂、脱芳白油、桐油、乙酸锌、乙二醇、硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：所述耐高温添加剂包括以下原料：硅微粉、超细氧化铝粉、球形陶瓷粉、还原性添加剂和复合高分子材料。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：所述促硬剂包括以下组成部分：硫酸铝、三乙醇胺、氟化钠和甲酸，所述硫酸铝、所述三乙醇胺、所述氟化钠和所述甲酸的比例为9∶1∶1∶2。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种不锈钢专用覆膜砂，其特征在于：还包括不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，具体制备步骤如下：
a）称取上述重量份的原砂、锆砂、陶粒砂、高岭土、高强度耐高温酚醛树脂、乌洛托品、硬脂酸钙、耐高温添加剂和促硬剂；
b）上述原砂中的宝珠砂和福建砂加入温度为130℃的旋转式燃气加热炉内加热，混合均匀后，在150℃保温5min-10min，得到原砂混匀料；
c）将锆砂、陶粒砂、高岭土加入旋转式燃气加热炉中，与原砂混匀料混合，搅拌混合均匀后，在200℃保温10min-15min，得到混合砂；
d）待混合砂温度降至125℃-135℃，加入高强度耐高温酚醛树脂，搅拌90秒-135秒后，加入乌洛托品和硬脂酸钙，搅拌60秒-90秒后，加入耐高温添加剂，搅拌60秒-90秒后，加入促硬剂，继续加热搅拌4min-5min，得到高温覆膜砂；
e）加热结束后，将高温覆膜砂进行冷却，冷却过程中使用粉碎机对高温覆膜砂进行破碎，然后使用振动筛对高温覆膜砂进行筛分，去除杂质之后，继续冷却；
f）冷却结束后，得到不锈钢专用覆膜砂，对不锈钢专用覆膜砂质量进行检测；
g）对检验合格的不锈钢专用覆膜砂进行包装，入库储存。
8.根据权利要求7所述的一种不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，其特征在于：覆膜砂质量检测方式为抽检。
9.根据权利要求7所述的一种不锈钢专用覆膜砂的制备工艺，其特征在于：覆膜砂的质量检测方法包括：使用高温性能测试仪对覆膜砂的在高温状态在的性能进行检测、使用发气仪对覆膜砂的发气量进行检测、使用热态强度测试仪对覆膜砂的热态强度进行检测。
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