一種制芯用高品質(zhì)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，特別是一種制芯用高品質(zhì)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(qiáng)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。
[0003]覆膜砂中含有烏洛托品，烏洛托品受熱分解時形成氨氣等。由于氨氣的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，稍微受熱極易分解為活性的N和H原子。在鑄件澆注的高溫下，部分活性的N和H原子被金屬液吸收，剩下的大部分N、H迅速結(jié)合成穩(wěn)定的N2、H2分子。因此降低覆膜砂混碾過程中烏洛托品的加入量是減少N總量的主要途徑。但是烏洛托品是混合料中必不可少的粘結(jié)劑和固化劑，降低樹脂的加入量和烏洛托品量會影響覆膜砂的強(qiáng)度，所以就要調(diào)整傳統(tǒng)的配方成分與比例，從而達(dá)到最高的性能的產(chǎn)品。
[0004]本發(fā)明通過研宄，添加一種增效劑對普通覆膜砂進(jìn)行改性，該增效劑內(nèi)含透氣良好的玉米秸桿、陶土，散熱快的石墨烯等成分，通過特殊工藝制成，增強(qiáng)了覆膜砂的流動性、透氣性、散熱性以及強(qiáng)度，表面致密不易開裂變形。本發(fā)明在配方中還添加了陶土、氮化鋁粉等散熱快耐高溫的成分替代部分石英砂，以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘結(jié)性同時減少了烏洛托品的成分，本發(fā)明有效地控制了排氣量，增強(qiáng)了透氣性，制成的覆膜砂品質(zhì)高，鑄件質(zhì)量高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂及其制備方法。
[0006]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，由下列重量份的原料制成:石英砂70-76、陶土 19-23、氮化鋁粉3-5、硬脂酸鈣0.2-0.4、鄰苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2_3、熱塑性酚醛樹脂5_7、水2-3、烏洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效劑5-7 ；
所述增效劑由以下重量份的原料制備而成:玉米秸桿4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氫氧化鈣1.5-2.5、氯化鎂1-2、石墨烯4-5、陶土 20-25、鋯英粉9-11、鄰苯二甲酸二丁酯3_4、水9-12 ;制備方法如下:將玉米秸桿干燥后粉碎成80-100目的粉末與陶土、淀粉混合攪拌均勻，加入水?dāng)嚢杈鶆颍販卦?0°C _80°C，保持1-1.5小時，然后加入除水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20-30分鐘，再加入水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯，放入混砂機(jī)中濕混20-30秒，出砂后烘干，最后粉碎成200-250目即得。
[0007]本發(fā)明所述一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，由以下具體步驟制成:
(I)將石英砂、陶土、氮化鋁粉放入粉碎機(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，在混碾的同時加入鄰苯二甲酸二丁酯與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月旨;
(3)將烏洛托品溶于水與水玻璃混合形成混合液，然后將混合液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾75-85秒后，再加入剩余量的混合液，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。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)異效果是:本發(fā)明配方合理，添加特殊工藝制成的增效劑，增強(qiáng)了覆膜砂的流動性、透氣性、散熱性以及強(qiáng)度，表面致密不易開裂變形；還添加了陶土、氮化鋁粉等散熱快耐高溫的成分替代部分石英砂，以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘結(jié)性同時減少了烏洛托品的成分，本發(fā)明有效地控制了排氣量，增強(qiáng)了透氣性，制成的覆膜砂品質(zhì)高，鑄件質(zhì)量高。
【具體實施方式】
[0009]下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，由下列重量份(公斤)的原料制成:石英砂70、陶土 19、氮化鋁粉3、硬脂酸鈣0.2、鄰苯二甲酸二丁酯1.5、水玻璃2、熱塑性酚醛樹脂5、水2、烏洛托品0.65、二甲硅油0.8、增效劑5 ；
所述增效劑由以下重量份(公斤)的原料制備而成:玉米秸桿4、淀粉2、水玻璃3、氫氧化鈣1.5、氯化鎂1、石墨烯4、陶土 20、鋯英粉9、鄰苯二甲酸二丁酯3、水9 ;制備方法如下:將玉米秸桿干燥后粉碎成100目的粉末與陶土、淀粉混合攪拌均勻，加入水?dāng)嚢杈鶆?，控溫?0°C _80°C，保持I小時，然后加入除水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20分鐘，再加入水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯，放入混砂機(jī)中濕混20秒，出砂后烘干，最后粉碎成200目即得。
[0011]本發(fā)明所述一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，由以下具體步驟制成:
(O將石英砂、陶土、氮化鋁粉放入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩形成混合砂，然后將沸騰爐加熱至16 O °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，在混碾的同時加入鄰苯二甲酸二丁酯與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)將烏洛托品溶于水與水玻璃混合形成混合液，然后將混合液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾80秒后，再加入剩余量的混合液，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。
[0012]本實施例覆膜砂的性能測試如下:常溫抗彎強(qiáng)度為5.9MPa，熱態(tài)抗彎強(qiáng)度為 2.8MPa，灼燒減量3.2%，熔點為103°C。
【主權(quán)項】
1.一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成:石英砂70-76、陶土 19-23、氮化鋁粉3-5、硬脂酸鈣0.2-0.4、鄰苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2_3、熱塑性酚醛樹脂5-7、水2-3、烏洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效劑5-7 ； 所述增效劑由以下重量份的原料制備而成:玉米秸桿4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氫氧化鈣1.5-2.5、氯化鎂1-2、石墨烯4-5、陶土 20-25、鋯英粉9-11、鄰苯二甲酸二丁酯3_4、水9-12 ;制備方法如下:將玉米秸桿干燥后粉碎成80-100目的粉末與陶土、淀粉混合攪拌均勻，加入水?dāng)嚢杈鶆?，控溫?0°C _80°C，保持1-1.5小時，然后加入除水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20-30分鐘，再加入水玻璃、鄰苯二甲酸二丁酯，放入混砂機(jī)中濕混20-30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所述一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將石英砂、陶土、氮化鋁粉放入粉碎機(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，在混碾的同時加入鄰苯二甲酸二丁酯與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月旨; (3)將烏洛托品溶于水與水玻璃混合形成混合液，然后將混合液的70%緩慢加入到混砂機(jī)中，繼續(xù)熱態(tài)下混碾75-85秒后，再加入剩余量的混合液，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)明公開了一種制芯用高品質(zhì)覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石英砂70-76、陶土19-23、氮化鋁粉3-5、硬脂酸鈣0.2-0.4、鄰苯二甲酸二丁酯1.5-2.5、水玻璃2-3、熱塑性酚醛樹脂5-7、水2-3、烏洛托品0.65-0.85、二甲硅油0.8-1、增效劑5-7；本發(fā)明配方合理，添加特殊工藝制成的增效劑，增強(qiáng)了覆膜砂的流動性、透氣性、散熱性以及強(qiáng)度，表面致密不易開裂變形；還添加了陶土、氮化鋁粉等散熱快耐高溫的成分替代部分石英砂，以及水玻璃的添加提高了砂粒的粘結(jié)性同時減少了烏洛托品的成分，本發(fā)明有效地控制了排氣量，增強(qiáng)了透氣性，制成的覆膜砂品質(zhì)高，鑄件質(zhì)量高。
【IPC分類】B22C1-02
【公開號】CN104841871
【申請?zhí)枴緾N201510229039
【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