一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄鋼用型砂制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼件的鑄造過(guò)程中型砂的好壞直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量，型砂主要是由砂料、粘接劑以及輔助物等造型材料根據(jù)不同的比例混合制成，其中的粘接劑是一類重要的造型材料，其綜合質(zhì)量的高低直接關(guān)系到鑄件的表面質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量，目前使用最為廣泛的粘接劑主要是以粘土砂、水玻璃砂為代表的無(wú)機(jī)粘接劑以及以呋喃樹(shù)脂為代表的樹(shù)脂粘接劑。
[0003]呋喃樹(shù)脂砂具有鑄件質(zhì)量好，廢品率低等優(yōu)點(diǎn)，然而其仍存在很多缺陷，在實(shí)際生產(chǎn)中需要從其合成原料以及制備工藝等方面著手，改善其性能。呋喃樹(shù)脂砂主要存在以下的問(wèn)題:發(fā)氣量高，導(dǎo)致鑄件氣孔率高、高使用率導(dǎo)致鑄件易熱裂、流動(dòng)性差、貯存性差、甲醛殘留高等等。因此很有必要研制一種高效、低毒、有效改善鑄件質(zhì)量的改性呋喃樹(shù)脂砂，以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，該樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目回用砂20-30、50-80目石英砂30-40、納米碳化娃4-5、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2-3、改性呋喃樹(shù)脂粘接劑0.5-0.6、固化劑0.2-0.3。
[0006]所述的一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，所述的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂鐵0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、納米介孔氧化鋁2-3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.1-0.2 ;其制備方法為:先將苯酚、3_4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應(yīng)釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)混合液pH值為8.0-9.0，隨后加熱至90-100°C，密閉反應(yīng)75-80min，反應(yīng)結(jié)束后加入30-40重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為5.0-6.0，在95-100°C條件下恒溫繼續(xù)反應(yīng)80_90min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至60-70°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝蠹吹谩?br>[0007]所述的一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂的制備方法，所述的制備方法為:先將回用砂、石英砂、納米碳化硅投入混砂機(jī)中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性呋喃樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合5_8min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合8-10min后出砂即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:選用不同粒徑、不同配比的回用砂、石英砂以及納米碳化硅作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，耐高溫，納米電氣石粉的添加進(jìn)一步增進(jìn)了型砂的透氣性，而制備的含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑較傳統(tǒng)的呋喃樹(shù)脂具有發(fā)氣量低、有機(jī)物殘留少、粘度低、粘接力強(qiáng)、強(qiáng)度大、吸附性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，利用率更高，用量更少；制備得到的型砂流動(dòng)性好、強(qiáng)度高，耐溫性好，透氣透濕，得到的鋼鑄件質(zhì)量得到有效改善。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，該樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:80目回用砂20、50目石英砂30、納米碳化硅4、納米電氣石粉0.1、聚酰胺蠟粉2、改性呋喃樹(shù)脂粘接劑0.5、固化劑0.2。
[0010]所述的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15、尿素5、糠醇40、二茂鐵0.1、苯酚4、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1、納米介孔氧化鋁2、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.1 ;其制備方法為:先將苯酚、3重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應(yīng)釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)混合液pH值為8.0，隨后加熱至90°C，密閉反應(yīng)75min，反應(yīng)結(jié)束后加入30重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為5.0，在95°C條件下恒溫繼續(xù)反應(yīng)80min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至60°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝蠹吹谩?br>[0011]所述的樹(shù)脂砂的制備方法為:先將回用砂、石英砂、納米碳化硅投入混砂機(jī)中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4min，接著加入改性呋喃樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合5min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合Smin后出砂即得。
[0012]本實(shí)施例所制得的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑的含氮量為4.2%，游離甲醛含量為0.05%，粘度為23g/cm3，固化后的樹(shù)脂塊抗拉強(qiáng)度可達(dá)1.45MPa。由該復(fù)合型砂澆注所得的鑄件成品率達(dá)到95%以上，鑄件表面致密光潔，縮孔率低，尺寸精準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，其特征在于，該樹(shù)脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目回用砂20-30、50-80目石英砂30-40、納米碳化硅4_5、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2-3、改性呋喃樹(shù)脂粘接劑0.5-0.6、固化劑0.2-0.3。2.如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，其特征在于，所述的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂鐵0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氫氧化鈉水溶液適量、10%鹽酸溶液適量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、納米介孔氧化鋁2-3、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.1-0.2 ;其制備方法為:先將苯酚、3-4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反應(yīng)釜中，攪拌使物料完全溶解混合均勻后加入適量的氫氧化鈉水溶液，調(diào)節(jié)混合液pH值為8.0-9.0，隨后加熱至90-100°C，密閉反應(yīng)75-80min，反應(yīng)結(jié)束后加入30-40重量份的糠醇，并用鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為5.0-6.0，在95-100°C條件下恒溫繼續(xù)反應(yīng)80_90min，反應(yīng)結(jié)束后降溫至60-70°C，真空脫水處理，脫水后再加入其它剩余物料，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝蠹吹谩?.如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為:先將回用砂、石英砂、納米碳化硅投入混砂機(jī)中混合均勻后加入固化劑，攪拌混合4-5min，接著加入改性呋喃樹(shù)脂粘接劑，繼續(xù)攪拌混合5_8min，最后再加入其它剩余物料，攪拌混合8-10min后出砂即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鑄鋼件用含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂砂，該樹(shù)脂砂選用不同粒徑、不同配比的回用砂、石英砂以及納米碳化硅作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，耐高溫，納米電氣石粉的添加進(jìn)一步增進(jìn)了型砂的透氣性，而制備的含納米介孔氧化鋁的改性呋喃樹(shù)脂粘接劑較傳統(tǒng)的呋喃樹(shù)脂具有發(fā)氣量低、有機(jī)物殘留少、粘度低、粘接力強(qiáng)、強(qiáng)度大、吸附性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，利用率更高，用量更少；制備得到的型砂流動(dòng)性好、強(qiáng)度高，耐溫性好，透氣透濕，得到的鋼鑄件質(zhì)量得到有效改善。
【IPC分類】B22C1/22, B22C1/02, B22C1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105081197
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510496572
【發(fā)明人】郭偉
【申請(qǐng)人】郭偉
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日