專利名稱：利用CO₂硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝的制作方法
利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于砂型鑄鋼造型材料領(lǐng)域，特別是一種利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝。
背景技術(shù)：
國內(nèi)中小砂型鑄鋼企業(yè)主要采用的造型材料是水玻璃砂，利用CO2進行硬化，這種工藝成本低廉，硬化快，操作過程簡單，但水玻璃砂由于水玻璃加入量大，潰散性差，后處理環(huán)節(jié)勞動強度較大。因此，水玻璃砂生產(chǎn)出的鑄件表面質(zhì)量相對較差，這種工藝在生產(chǎn)尺寸精度高、表面光潔度好的高端鑄件時存在不足。
堿性酚醛樹脂砂復(fù)合工藝是近年來發(fā)展起來的新工藝，這種工藝生產(chǎn)出來的鑄件表面光潔度高，尺寸精度高，裂紋傾向小，堿性酚醛樹脂砂潰散性好，發(fā)氣量小，是目前砂型鑄鋼較理想的造型材料，國內(nèi)大型鑄造企業(yè)如廣重、二重等采用的是酯硬化堿性酚醛樹脂的工藝；但是，堿性酚醛樹脂砂成本較高，還需要購置昂貴的砂再生處理設(shè)備，因此中小企業(yè)很少采用這種工藝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:在砂成本增加有限的情況下，提供一種可提高鑄件尺寸精度和表面光潔度的復(fù)合鑄造工藝。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝，具有如下過程:
⑴物料準備
準備堿性酚醛樹脂砂，其中砂和堿性酚醛樹脂的質(zhì)量比為100: (2.0 2.2);堿性酚醛樹脂為Foseco公司的Ecolotec650-C02硬化堿性酚醛樹脂，砂采用40/70目的硅砂；堿性酚醛樹脂砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin，然后加入堿性酚醛樹脂繼續(xù)混制1.5 2min,最后卸料,卸料后在可使用時間之內(nèi)盡快為面砂造型。
準備水玻璃砂，水玻璃采用模數(shù)2.4 2.6，密度1.48 1.52，砂采用40/70目的硅砂其中砂和水玻璃的質(zhì)量比為100: (6 8);水玻璃砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin,然后加入水玻璃繼續(xù)混制I 2min,最后卸料,裝在砂斗中覆蓋塑料薄膜備用。
(2)復(fù)合將堿性酚醛樹脂砂作為面層砂，保證面層砂的厚度為30 40mm，在模具上涂抹一層脫模劑，在砂型內(nèi)預(yù)設(shè)砂鉤，填充砂，緊實搗勻；將水玻璃砂作為背層砂，充滿砂箱，填緊；
(3)硬化后取模在砂型上表面扎氣眼，間距150mm，向鑄型吹CO2使砂型硬化，待砂型充分硬化后取模；所述CO2氣流量為0.7 0.9m3/h,吹氣時間為50 90Sec ；
(4)上涂料后合箱澆注取模后半小時上涂料，4小時后合箱澆注。
CO2固化堿性酚醛樹脂的機理是:堿性酚醛樹脂中含有甲階酚醛樹脂和無機固化齊U，其二者在CO2的作用下，甲階酚醛樹脂與酸根離子進行交聯(lián)反應(yīng)使粘結(jié)劑固化；0)2硬化水玻璃砂的機理是=CO2氣體與水玻璃溶液水解產(chǎn)物NaOH作用產(chǎn)生鹽和水，并不斷地將NaOH移去促使水玻璃水解成硅酸分子，硅酸分子間不斷失水縮合形成硅酸溶膠，溶膠包覆在砂粒表面，從而將砂粒粘結(jié)在一起形成一定的強度。
本發(fā)明技術(shù)方案中的面層砂采用堿性酚醛樹脂砂，背層砂采用水玻璃砂，結(jié)合了這兩種造型材料的優(yōu)點，統(tǒng)一采用CO2固化；在砂成本增加有限的情況下，本發(fā)明的兩種造型材料結(jié)合可提高鑄件尺寸精度和表面光潔度；由于面層砂用砂量小，企業(yè)不用購置昂貴的砂再生設(shè)備，面層堿性酚醛樹脂砂的潰散性好，可減輕清砂、焊補、打磨等環(huán)節(jié)的勞動強度并降低輔助材料的損耗；過去采用CO2硬化水玻璃砂的中小型企業(yè)，在不需要增添任何設(shè)備的情況下可采用這種工藝生產(chǎn)一些質(zhì)量要求較高的鑄件，高要求鑄件所帶來的利潤足以抵消砂成本有限的增加值。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明；
圖1是采用本發(fā)明鑄造工藝的模具的結(jié)構(gòu)示意圖中，1.模具，2.通CO2的氣管，3.面層砂，4.背層砂，5.砂箱。
具體實施方式
實施例一
一種利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝，具有如下過程:
⑴物料準備
準備堿性酚醛樹脂砂，其中砂和堿性酚醛樹脂的質(zhì)量比為100:2.2 ;堿性酚醛樹脂為Foseco公司的Ecolotec650-C02硬化堿性酚醛樹脂；堿性酚醛樹脂砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin,然后加入堿性酹醒樹脂繼續(xù)混制I 2min,最后卸料；準備水玻璃砂，其中砂和水玻璃的質(zhì)量比為100:8 ;水玻璃砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin,然后加入堿性酹醒樹脂繼續(xù)混制I 2min,最后卸料。
(2)復(fù)合在模具I中，將堿性酚醛樹脂砂作為面層砂3，所述面層砂3的厚度為40mm;在模具I上涂抹一層脫模劑，在砂型內(nèi)預(yù)設(shè)砂鉤，填充砂，緊實搗勻，將水玻璃砂作為背層砂4，在砂箱5中填實，充緊；
(3)硬化后取模在砂型上表面扎氣眼，間距150mm，向鑄型通CO2的氣管2吹CO2使砂型硬化，砂型硬化后取模；所述CO2氣流量為0.9m3/h,吹氣時間為90Sec ；
(4)上涂料后合箱澆注取模后半小時上涂料，4小時后合箱澆注。
權(quán)利要求
1.一種利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝，其特征是:具有如下過程: (1)物料準備 準備堿性酚醛樹脂砂,其中砂和堿性酚醛樹脂的質(zhì)量比為100:(2.0 2.2)，砂為40/70目的硅砂；堿性酚醛樹脂砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin，然后加入堿性酹醒樹脂繼續(xù)混制1.5 2min,最后卸料； 準備水玻璃砂，水玻璃采用模數(shù)2.4 2.6，密度1.48 1.52，砂采用40/70目的硅砂，其中砂和水玻璃的質(zhì)量比為100: (6 8);水玻璃砂的混砂工藝為:將砂在混合攪拌機中干混0.5 lmin,然后加入水玻璃繼續(xù)混制I 2min,最后卸料裝在砂斗中覆蓋塑料薄膜備用； (2)復(fù)合將堿性酚醛樹脂砂作為面層砂，保證面砂的最小厚度30 40mm，在模具上涂抹一層脫模劑，在砂型內(nèi)預(yù)設(shè)砂鉤，填充砂，搗勻緊實；然后加入水玻璃砂作為背層砂，充滿砂箱，填緊； (3)硬化取模在砂型上表面扎氣眼，間距150m，向鑄型吹CO2使砂型硬化，待砂型充分硬化后取模； (4)上涂料后合箱澆注取模后半小時上涂料，4小時后合箱澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的鑄造工藝，其特征是:所述步驟(3)中CO2氣流量為0.7 0.9m3/h，吹氣時間為50 90Sec。
全文摘要
本發(fā)明屬于砂型鑄鋼造型材料領(lǐng)域，特別是一種利用CO2硬化堿性酚醛樹脂砂和水玻璃砂的復(fù)合鑄造工藝，包括物料準備、復(fù)合、硬化取模和上涂料后合箱澆注。本發(fā)明技術(shù)方案中的面層砂采用堿性酚醛樹脂砂,背層砂采用水玻璃砂，結(jié)合了這兩種造型材料的優(yōu)點，統(tǒng)一采用CO2固化；在砂成本增加有限的情況下,本發(fā)明的兩種造型材料結(jié)合可提高鑄件尺寸精度和表面光潔度；由于面層砂用砂量小,企業(yè)不用購置昂貴的砂再生設(shè)備，面層堿性酚醛樹脂砂的潰散性好,可減輕清砂、焊補、打磨等環(huán)節(jié)的勞動強度并降低輔助材料的損耗；過去采用CO2硬化水玻璃砂的中小型企業(yè)，在不需要增添任何設(shè)備的情況下可采用這種工藝生產(chǎn)一些質(zhì)量要求較高的鑄件。
文檔編號B22C9/02GK103143677SQ20131007534
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者史東麗, 李震剛, 楊紅霞, 馬雪峰 申請人:常州機電職業(yè)技術(shù)學院