一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及型砂技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。近年來廣泛使用的是熱法用覆膜砂的生產(chǎn)工藝，即把砂預(yù)熱到一定溫度，加樹脂使其熔融，攪拌使樹脂包覆在砂粒表面，加烏洛托品水溶液及潤滑劑，冷卻、破碎、篩分得覆膜砂。由于覆膜砂具有強度高、發(fā)氣量低、生產(chǎn)鑄件尺寸精度高、表面光潔、便于保存等優(yōu)點，近年來應(yīng)用日益廣泛。鑄造鋼鑄件時，如果為了輕量化而進(jìn)行鑄件的薄壁化，則存在容易發(fā)生熱龜裂的問題。
[0003]本發(fā)明針對這種缺陷，通過研宄，添加竹炭纖維等增強了芯砂的韌性，防止殼層開裂；添加一種增效劑對普通覆膜砂進(jìn)行改性，該增效劑不僅含硫酸亞鐵、糠醇樹脂、尿素等成分，固化速度快、增強了產(chǎn)品的強度，還包括了散熱快的氮化硼、碳纖維等成分，本發(fā)明通過特殊工藝制成增效劑，提高了覆膜砂的散熱性、流動性、強度的同時固化速度快，發(fā)氣小，防止金屬鑄件表面疏松；本發(fā)明熱法用覆膜砂不用溶劑，成本低、質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，特別是生產(chǎn)復(fù)雜精密鑄件，適合制造復(fù)雜、薄壁的砂型和砂芯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂及其制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，由下列重量份的原料制成:石英砂60-70、莫來砂20-27、硅藻土 9-12、熱塑性酚醛樹脂5-6、醋酸乙酯2_4、竹炭纖維2_3、烏洛托品0.7_1、偏硅酸鈉0.7-1、乙撐雙硬脂酰胺3-5、硬脂酸鈣0.2-0.3、水2_3、增效劑5_7 ；
所述增效劑由以下重量份的原料制備而成:硅油3-4、醋酸乙酯2.5-3.5、氮化硼4-5、碳纖維3-4、陶土 19-23、糠醇樹脂4-5、尿素1-1.5、苯磺酸0.1-0.3、硫酸亞鐵2_3、滑石粉2-3、草木灰5-7、鋯英粉10-13 ;制備方法如下:將草木灰浸泡在水中1-1.5小時，然后加入氮化硼、碳纖維、陶土、硫酸亞鐵、滑石粉、鋯英粉混合30-40分鐘，再加入硅油、醋酸乙酯，放入混砂機(jī)中濕混40-60秒，加熱至120°C -140°C，加入其余剩余成分，繼續(xù)混碾60-80秒，出砂后烘干，最后粉碎成200-250目即得。
[0006]本發(fā)明所述一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，由以下具體步驟制成:
(1)將石英砂、莫來砂、硅藻土、竹炭纖維放入粉碎機(jī)中粉碎，過200-300目篩形成混合砂，然后將沸騰爐加熱至160°C，開動沸騰爐內(nèi)風(fēng)機(jī)，緩慢加入混合砂，將混合砂的溫度加熱到 140 0C -150。。；
(2)將加熱后的混合砂放到混砂機(jī)內(nèi)，保持160°C恒溫，在混碾的同時加入醋酸乙酯、乙撐雙硬脂酰胺與0.6倍量的熱塑性酚醛樹脂，繼續(xù)混碾70-80秒后再加入剩余量的熱塑性酚醛樹脂； (3)將烏洛托品、偏硅酸鈉溶于水形成混合液，然后將溶液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾75-85秒后，再加入剩余量的溶液，繼續(xù)混碾10-20秒；
(4)關(guān)閉混砂機(jī)加熱管，吹入冷風(fēng)冷卻混合砂，降溫至100°C左右時均勻地加入其余剩余成分，混和30-35秒，然后出砂到破碎機(jī)中，風(fēng)冷至40°C _60°C時破碎，過篩至冷卻器中，風(fēng)冷到35°C以下，出砂裝袋備用。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)異效果是:本發(fā)明添加竹炭纖維等增強了芯砂的韌性，防止殼層開裂；本發(fā)明添加通過特殊工藝制成增效劑，提高了覆膜砂的散熱性、流動性、強度的同時固化速度快，發(fā)氣小，防止金屬鑄件表面疏松；本發(fā)明熱法用覆膜砂不用溶劑，成本低、質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，殼型不起層，熱穩(wěn)定性好，特別是生產(chǎn)復(fù)雜精密鑄件，適合制造復(fù)雜、薄壁的砂型和砂芯。
【具體實施方式】
[0008]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，由下列重量份(公斤)的原料制成:石英砂60、莫來砂20、硅藻土 9、熱塑性酚醛樹脂5、醋酸乙酯2、竹炭纖維2、烏洛托品0.7、偏硅酸鈉0.7、乙撐雙硬脂酰胺3、硬脂酸鈣0.2、水2、增效劑5 ;
所述增效劑由以下重量份(公斤)的原料制備而成:硅油3、醋酸乙酯2.5、氮化硼4、碳纖維3、陶土 19、糠醇樹脂4、尿素1、苯磺酸0.1、硫酸亞鐵2、滑石粉2、草木灰5、鋯英粉10 ;制備方法如下:將草木灰浸泡在水中I小時，然后加入氮化硼、碳纖維、陶土、硫酸亞鐵、滑石粉、鋯英粉混合30分鐘，再加入硅油、醋酸乙酯，放入混砂機(jī)中濕混40秒，加熱至120°C _140°C，加入其余剩余成分，繼續(xù)混碾60秒，出砂后烘干，最后粉碎成200目即得。
[0010]本發(fā)明所述一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，由以下具體步驟制成:
(1)將石英砂、莫來砂、硅藻土、竹炭纖維放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩形成混合砂，然后將沸騰爐加熱至160°C，開動沸騰爐內(nèi)風(fēng)機(jī)，緩慢加入混合砂，將混合砂的溫度加熱到140 0C -150。。；
(2)將加熱后的混合砂放到混砂機(jī)內(nèi)，保持160°C恒溫，在混碾的同時加入醋酸乙酯、乙撐雙硬脂酰胺與0.6倍量的熱塑性酚醛樹脂，繼續(xù)混碾75秒后再加入剩余量的熱塑性酚醛樹脂；
(3)將烏洛托品、偏硅酸鈉溶于水形成混合液，然后將溶液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾80秒后，再加入剩余量的溶液，繼續(xù)混碾10秒；
(4)關(guān)閉混砂機(jī)加熱管，吹入冷風(fēng)冷卻混合砂，降溫至100°C左右時均勻地加入其余剩余成分，混和30秒，然后出砂到破碎機(jī)中，風(fēng)冷至40°C -60°C時破碎，過篩至冷卻器中，風(fēng)冷到35°C以下，出砂裝袋備用。
[0011]本實施例覆膜砂的性能測試如下:常溫抗彎強度為6.25MPa，熱態(tài)抗彎強度為
2.56MPa，灼燒減量 2.23%，熔點為 103.9°C。
【主權(quán)項】
1.一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成:石英砂60-70、莫來砂20-27、硅藻土 9-12、熱塑性酚醛樹脂5_6、醋酸乙酯2_4、竹炭纖維2_3、烏洛托品0.7-1、偏硅酸鈉0.7-1、乙撐雙硬脂酰胺3-5、硬脂酸鈣0.2-0.3、水2_3、增效劑5_7 ； 所述增效劑由以下重量份的原料制備而成:硅油3-4、醋酸乙酯2.5-3.5、氮化硼4-5、碳纖維3-4、陶土 19-23、糠醇樹脂4-5、尿素1-1.5、苯磺酸0.1-0.3、硫酸亞鐵2_3、滑石粉2-3、草木灰5-7、鋯英粉10-13 ;制備方法如下:將草木灰浸泡在水中1-1.5小時，然后加入氮化硼、碳纖維、陶土、硫酸亞鐵、滑石粉、鋯英粉混合30-40分鐘，再加入硅油、醋酸乙酯，放入混砂機(jī)中濕混40-60秒，加熱至120°C -140°C，加入其余剩余成分，繼續(xù)混碾60-80秒，出砂后烘干，最后粉碎成200-250目即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將石英砂、莫來砂、硅藻土、竹炭纖維放入粉碎機(jī)中粉碎，過200-300目篩形成混合砂，然后將沸騰爐加熱至160°C，開動沸騰爐內(nèi)風(fēng)機(jī)，緩慢加入混合砂，將混合砂的溫度加熱到 140 0C -150。。； (2)將加熱后的混合砂放到混砂機(jī)內(nèi)，保持160°C恒溫，在混碾的同時加入醋酸乙酯、乙撐雙硬脂酰胺與0.6倍量的熱塑性酚醛樹脂，繼續(xù)混碾70-80秒后再加入剩余量的熱塑性酚醛樹脂； (3)將烏洛托品、偏硅酸鈉溶于水形成混合液，然后將溶液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾75-85秒后，再加入剩余量的溶液，繼續(xù)混碾10-20秒； (4)關(guān)閉混砂機(jī)加熱管，吹入冷風(fēng)冷卻混合砂，降溫至100°C左右時均勻地加入其余剩余成分，混和30-35秒，然后出砂到破碎機(jī)中，風(fēng)冷至40°C _60°C時破碎，過篩至冷卻器中，風(fēng)冷到35°C以下，出砂裝袋備用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適合制造薄壁芯砂的覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石英砂60-70、莫來砂20-27、硅藻土9-12、熱塑性酚醛樹脂5-6、醋酸乙酯2-4、竹炭纖維2-3、烏洛托品0.7-1、偏硅酸鈉0.7-1、乙撐雙硬脂酰胺3-5、硬脂酸鈣0.2-0.3、水2-3、增效劑5-7；本發(fā)明添加竹炭纖維等增強了芯砂的韌性，防止殼層開裂；本發(fā)明添加通過特殊工藝制成增效劑，提高了覆膜砂的散熱性、流動性、強度的同時固化速度快，發(fā)氣小，防止金屬鑄件表面疏松；本發(fā)明熱法用覆膜砂不用溶劑，成本低、質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，殼型不起層，熱穩(wěn)定性好，特別是生產(chǎn)復(fù)雜精密鑄件，適合制造復(fù)雜、薄壁的砂型和砂芯。
【IPC分類】B22C1-00, B22C1-02
【公開號】CN104841861
【申請?zhí)枴緾N201510229074
【發(fā)明人】章功國, 王涇文, 段宗銀, 李純金, 陳超, 王淑妍, 張少伍, 王曉芬, 謝勇
【申請人】馬鞍山市恒毅機(jī)械制造有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日