專利名稱：鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬加工技術(shù)領(lǐng)域的材料及其制備方法，具體是一種鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂及其制備方法。
背景技術(shù)：
在我國及世界范圍內(nèi)，用砂型生產(chǎn)的鑄件占鑄件生產(chǎn)總量的80%以上。在20世紀(jì)
50-60年代之前，我國砂型鑄件主要是靠粘土砂和水玻璃砂砂型鑄造，自20世紀(jì)60-70年代 以來，樹脂自硬砂工藝已被許多鑄鐵、鑄鋼和非鐵合金鑄造廠廣泛采用，已用樹脂砂生產(chǎn)了 形狀復(fù)雜、尺寸精度要求很高、表面粗糙度值低、重達(dá)50多噸的大型水輪機(jī)轉(zhuǎn)子鑄鋼件，許 多機(jī)床廠已采用樹脂砂生產(chǎn)出口機(jī)床鑄件等等。目前，鎂合金鑄件的生產(chǎn)也大部分是采用 砂型鑄造而成的，大部分的鑄件是采用濕型鑄造和粘土砂干型或半干型鑄造，也有一小部 分鑄件是采用樹脂自硬砂鑄造。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會編(《鑄造手冊第四卷造型 材料》，機(jī)械工業(yè)出版社，2007)中記載了目前在我國鎂合金鑄件用樹脂自硬砂還停留在比 較初級的階段，僅僅是參考鑄鋼、鑄鐵與鑄鋁用樹脂自硬砂的配方，并且對硅砂中SiO2的含 量要求不高(> 85% )，這使得硅砂中的雜質(zhì)較多。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，κ . Η .波爾特諾伊，Α. A.列別杰夫在，《鎂合金手冊》(北京 冶金工業(yè)出版社，1959)中公開了鎂合金由于其活潑的特性，在高溫下會與硅砂中的雜質(zhì)反 應(yīng)，放出的熱量會進(jìn)一步的導(dǎo)致鎂與SiO2的反應(yīng)，造成嚴(yán)重的燃燒事故。到目前為止，還沒有報導(dǎo)的專用于鎂合金砂型鑄造用的樹脂自硬砂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂及 其制備方法，制備獲得的樹脂砂具有較高的強(qiáng)度，良好的透氣性和少量的發(fā)氣量以及良好 的阻燃性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其組分的重量百分比為細(xì)硅砂
51-100%、粗硅砂0-50%、樹脂加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的0.8-2%、固化劑加入量 為樹脂加入量的20-60%、阻燃劑加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的1-5%。所述的細(xì)硅砂和粗硅砂分別為30-70目以及70-200目，且均為新砂或新砂和舊 砂的混合，其中=SiO2含量應(yīng)大于97%，含泥量小于0. 2%，含水量小于0. 2%，微粉量小于 1%，酸耗值小于5mL，灼燒減量小于0. 5% ；所述的樹脂為呋喃樹脂、酚醛樹脂或酚醛呋喃樹脂中的一種或其組合；所述的固化劑為磷酸、硫酸乙酯、氯苯磺酸、酚磺酸、萘磺酸、對甲苯磺酸、二甲苯 磺酸或苯磺酸的一種或其組合；所述的阻燃劑通過以下方式制備得到首先按照以下重量百分比配料硼酸40-70%、氟硼酸銨10-40%、氟硼酸鉀5-20%、氟化銨5-20%以及硫磺10_40%，然后將上 述組分混合后球磨2-6小時制得阻燃劑，其粒度為100-300目。本發(fā)明涉及上述鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的制備方法，通過以細(xì)硅砂、粗硅 砂、阻燃劑、樹脂和固化劑的順序依次加料混合后制備得到鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂。所述的加料混合是指采用混砂機(jī)，每加料一次后混合攪拌1-10分鐘。所述的加料混合是指稱取組分及質(zhì)量比例為細(xì)硅砂51-100%、粗硅砂0-50%、 樹脂加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的0. 8-2%、固化劑加入量為樹脂加入量的20-60%、 阻燃劑加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的1-5%。本發(fā)明制備所得樹脂自硬砂具有較高的強(qiáng)度，良好的透氣性和少量的發(fā)氣量。澆 注過程中，由于阻燃劑的加入，會阻止鎂與硅砂和硅砂中的雜質(zhì)反應(yīng)燃燒，有利于獲得表面 質(zhì)量優(yōu)良的鎂合金鑄件。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。實(shí)施例1鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其成分質(zhì)量百分比為30_70目硅砂51%，70_200 目硅砂49%，樹脂加入量為硅砂總重量的1%，固化劑加入量為樹脂加入量的25%，阻燃劑 加入量為硅砂總重量的1%。按比例將硅砂稱重后，倒入混砂機(jī)中，混合2分鐘，將阻燃劑加入，混合3分鐘，之 后將樹脂加入，混合3分鐘，最后將固化劑加入，混合1分鐘后出砂用于砂芯的制備和鎂合 金鑄件的澆注，澆注出的鎂合金鑄件表面質(zhì)量優(yōu)良。鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的抗拉強(qiáng)度為1. 5MPa，發(fā)氣量為4. 5ml/g，透氣性 為 350。實(shí)施例2鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其成分質(zhì)量百分比為30_70目硅砂70%，70-200 目硅砂30%，樹脂加入量為硅砂總重量的2%，固化劑加入量為樹脂加入量的50%，阻燃劑 加入量為硅砂總重量的5%。按比例將硅砂稱重后，倒入混砂機(jī)中，混合8分鐘，將阻燃劑加入，混合10分鐘，之 后將樹脂加入，混合8分鐘，最后將固化劑加入，混合5分鐘后出砂用于砂芯的制備和鎂合 金鑄件的澆注，澆注出的鎂合金鑄件表面質(zhì)量優(yōu)良。鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的抗拉強(qiáng)度為1. 2MPa，發(fā)氣量為8ml/g，透氣性為 400。實(shí)施例3鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其成分質(zhì)量百分比為30_70目硅砂100%， 70-200目硅砂0%，樹脂加入量為硅砂總重量的1.5%，固化劑加入量為樹脂加入量的 40%，阻燃劑加入量為硅砂總重量的3%。按比例將硅砂稱重后，倒入混砂機(jī)中，混合4分鐘，將阻燃劑加入，混合6分鐘，之后將樹脂加入，混合4分鐘，最后將固化劑加入，混合4分鐘后出砂用于砂芯的制備和鎂合 金鑄件的澆注，澆注出的鎂合金鑄件表面質(zhì)量優(yōu)良。 鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的抗拉強(qiáng)度為1. IMPa，發(fā)氣量為6ml/g，透氣性為 460。
權(quán)利要求
一種鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其特征在于，其組分的重量百分比為細(xì)硅砂51-100％、粗硅砂0-50％、樹脂加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的0.8-2％、固化劑加入量為樹脂加入量的20-60％、阻燃劑加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的1-5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其特征是，所述的細(xì)硅砂和 粗硅砂分別為30-70目以及70-200目，且均為新砂或新砂和舊砂的混合，其中=SiO2含量應(yīng) 大于97%，含泥量小于0. 2%，含水量小于0. 2%，微粉量小于1 %，酸耗值小于5mL，灼燒減 量小于0. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其特征是，所述的樹脂為呋 喃樹脂、酚醛樹脂或酚醛呋喃樹脂中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其特征是，所述的固化劑為 磷酸、硫酸乙酯、氯苯磺酸、酚磺酸、萘磺酸、對甲苯磺酸、二甲苯磺酸或苯磺酸的一種或其 組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂，其特征是，所述的阻燃劑， 具體通過以下方式制備得到首先按照以下重量百分比配料硼酸40-70%、氟硼酸銨 10-40%、氟硼酸鉀5-20%、氟化銨5-20%以及硫磺10_40 %，然后將上述組分混合后球磨 2-6小時制得阻燃劑。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的制備方法，其特征在 于，通過以細(xì)硅砂、粗硅砂、阻燃劑、樹脂和固化劑的順序依次加料混合后制備得到鎂合金 砂型鑄造用樹脂自硬砂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂的制備方法，其特征是，所述 的加料混合是指采用混砂機(jī)，每加料一次后混合攪拌1-10分鐘。
全文摘要
一種金屬加工技術(shù)領(lǐng)域的鎂合金砂型鑄造用樹脂自硬砂及其制備方法，其組分的重量百分比為細(xì)硅砂51-100％、粗硅砂0-50％、樹脂加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的0.8-2％、固化劑加入量為樹脂加入量的20-60％、阻燃劑加入量為細(xì)硅砂和粗硅砂總重量的1-5％。本發(fā)明制備所得樹脂自硬砂具有較高的強(qiáng)度，良好的透氣性和少量的發(fā)氣量。澆注過程中，由于阻燃劑的加入，會阻止鎂與硅砂和硅砂中的雜質(zhì)反應(yīng)燃燒，有利于獲得表面質(zhì)量優(yōu)良的鎂合金鑄件。
文檔編號B22C1/22GK101804443SQ20101015228
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者丁文江, 付彭懷, 彭立明, 王迎新, 蔣海燕 申請人:上海交通大學(xué)