CN112296248A - 一种易溃散覆膜砂及其制备方法 - Google Patents

一种易溃散覆膜砂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及覆膜砂生产技术领域，公开了一种易溃散覆膜砂，包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂320‑410份、热塑性酚醛树脂3.7‑4.4份、热固性树脂1.1‑1.5份、冷却水3.5‑4.3份、硬脂酸钙0.2‑0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰‑0.03‰。本发明提供的易溃散覆膜砂成本较低，抗湿性好，制备工艺简单且溃散性较好。

Description

一种易溃散覆膜砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及覆膜砂生产技术领域，具体涉及一种易溃散覆膜砂及其制备方法。
背景技术
覆膜砂是指在砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂，覆膜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。
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
现用于铸铝中的造型材料易溃散覆膜砂使用的溃散剂成本高，工艺过程相对复杂，存放过程管理要求高，制得的覆膜砂存在抗湿性差的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易溃散覆膜砂及其制备方法，以降底成本，提高其溃散性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种易溃散覆膜砂，包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂320-410份、热塑性酚醛树脂3.7-4.4份、热固性树脂1.1-1.5份、冷却水3.5-4.3份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
采用本方案的原理和有益效果在于：本方案的易溃散覆膜砂采用新型的卤素化合物为溃散剂，制得的易溃散覆膜砂溃散性好且成本低，溃散剂的使用量不足原溃散剂使用量的10％，使得本申请的易溃散覆膜砂的成本降低；尤其是树脂的用量相比于现有的易溃散覆膜砂降低了3.5％左右。
进一步，乌洛托品溶液的浓度为20-30％。
进一步，乌洛托品溶液的浓度为22-28％。
进一步，所述溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物。
进一步，包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂320-390份、热塑性酚醛树脂3.8-4.2份、热固性树脂1.2-1.4份、冷却水3.6-4.2份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
进一步，包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂330-385份、热塑性酚醛树脂3.8-4.2份、热固性树脂1.2-1.4份、冷却水3.7-4.1份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
本申请的目的还在于提供一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂300-410份、热塑性酚醛树脂3.7-4.4份、热固性树脂1.1-1.5份、冷却水3.5-4.3份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰；
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0s时加入热塑性酚醛树脂；
(4)在28-32s时加入热固性树脂；
(5)在57-63s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在67-72s时加入乌洛托品溶液；
(8)在122-128s时加入硬脂酸钙；
(9)出锅。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂300Kg、热塑性酚醛树脂3.7Kg、热固性树脂1.1Kg、冷却水3.5Kg、硬脂酸钙0.3Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为180Kg和120Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物；本实施例中的溃散剂可以采用溴化钾。
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入热塑性酚醛树脂；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例二
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下质量的原材料：铸造用硅砂410Kg、热塑性酚醛树脂4.4Kg、热固性树脂1.5Kg、冷却水4.3Kg、硬脂酸钙0.4Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.015‰；铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为240Kg和170Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为2.2Kg和2.2Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物；本实施例中的溃散剂可以采用溴化钾和氯化钾的组合物。
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例三
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂320Kg、热塑性酚醛树脂3.8Kg、热固性树脂1.2Kg、冷却水3.6Kg、硬脂酸钙0.3Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.013‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为190Kg和130Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为1.9Kg和1.9Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物。
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例四：
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂390Kg、热塑性酚醛树脂4.2Kg、热固性树脂1.4Kg、冷却水4.2Kg、硬脂酸钙0.4Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.015‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为230Kg和160Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为2.1Kg和2.1Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物。
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例五：
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂330Kg、热塑性酚醛树脂3.8Kg、热固性树脂1.2Kg、冷却水3.7Kg、硬脂酸钙0.3Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.013‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为190Kg和140Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为1.9Kg和1.9Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物。
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例六
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂385Kg、热塑性酚醛树脂4.2Kg、热固性树脂1.4Kg、冷却水4.1Kg、硬脂酸钙0.4Kg、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.03‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂和再生砂的质量分别为230Kg和155Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为2.1Kg和2.1Kg。具体的，溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物；
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
实施例七
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂350Kg、热塑性酚醛树脂4.05Kg、热固性树脂1.3Kg、冷却水3.8L、硬脂酸钙0.3Kg、乌洛托品溶液1.45L和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量为铸造用硅砂质量的0.015‰；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂为70/140目且质量为200Kg，再生砂的质量为150KG；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为2.05Kg和2Kg；乌洛托品溶液的浓度为25％；
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
对比例
一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂350Kg、热塑性酚醛树脂4.2Kg、热固性树脂1.3Kg、冷却水3.8L、硬脂酸钙0.3Kg、乌洛托品溶液1.45L和溃散剂250g(60％溴化锌水溶液)；其中，铸造用硅砂包括内蒙烧砂和再生砂，内蒙烧砂为70/140目且质量为200Kg，再生砂的质量为150Kg；热塑性酚醛树脂包括PF1891S和PF1151，PF1891S和PF1151的质量分别为2.2Kg和2Kg；乌洛托品溶液的浓度为25％；
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0时加入PF1891S和PF1151；
(4)在25-35s时加入热固性树脂；
(5)在55-65s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在65-75s时加入乌洛托品溶液；
(8)在120-130s时加入硬脂酸钙；
(9)130-140s放出，冷却。
将上述实施例制备的易溃散覆膜砂的各项性能指标按照《铸造用覆膜砂》(JB/T8583-2008)标准进行检测，得到的结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002758907420000071
Figure BDA0002758907420000081
易溃散覆膜砂的各项指标如表2所示：
表2
Figure BDA0002758907420000082
通过表1和表2可知，采用本方案制备的易溃散覆膜砂各项性能指标均满足要求，且溃散剂加入量仅为树脂量的0.1％。该新型溃散剂市场购买廉价易得，同时可以节约树脂约3.5％，综合所有因素，每吨砂在成本上可节约24元，同时覆膜砂存放的抗湿性增强，覆膜砂的水分比现有技术降低三分之一左右，便于储存，在制备覆膜砂的工序上，新型溃散剂可以与冷却水同时加入，使覆膜砂的制备更加简单易于操作。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种易溃散覆膜砂，其特征在于：包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂320-410份、热塑性酚醛树脂3.7-4.4份、热固性树脂1.1-1.5份、冷却水3.5-4.3份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
2.根据权利要求1所述的一种易溃散覆膜砂，其特征在于：乌洛托品溶液的浓度为20-30％。
3.根据权利要求2所述的一种易溃散覆膜砂及其制备方法，其特征在于：乌洛托品溶液的浓度为22-28％。
4.根据权利要求3所述的一种易溃散覆膜砂，其特征在于：所述溃散剂为溴化钾、溴化钠、氯化钾、氯化钠，四溴双酚A中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求4所述的一种易溃散覆膜砂，其特征在于：包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂320-390份、热塑性酚醛树脂3.8-4.2份、热固性树脂1.2-1.4份、冷却水3.6-4.2份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
6.根据权利要求5所述的一种易溃散覆膜砂，其特征在于：包括如下质量份数的原材料：铸造用硅砂330-385份、热塑性酚醛树脂3.8-4.2份、热固性树脂1.2-1.4份、冷却水3.7-4.1份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰。
7.一种易溃散覆膜砂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)原材料准备：准备如下份数的原材料：铸造用硅砂300-410份、热塑性酚醛树脂3.7-4.4份、热固性树脂1.1-1.5份、冷却水3.5-4.3份、硬脂酸钙0.2-0.4份、乌洛托品溶液和溃散剂，其中溃散剂为卤素化合物且溃散剂的质量份数为铸造用硅砂质量的0.01‰-0.03‰；
(2)加热：采用混砂锅加热至120-170℃并开始计时；
(3)在0s时加入热塑性酚醛树脂；
(4)在28-32s时加入热固性树脂；
(5)在57-63s时加入溃散剂和冷却水溶液；
(7)在67-72s时加入乌洛托品溶液；
(8)在122-128s时加入硬脂酸钙；
(9)出锅。
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