一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂及其制備方法
【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碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼件的鑄造過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機粘接劑以及以呋喃樹脂為代表的樹脂粘接劑。
[0003]呋喃樹脂砂具有鑄件質(zhì)量好，廢品率低等優(yōu)點，然而其仍存在很多缺陷，在實際生產(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。呋喃樹脂砂主要存在以下的問題: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已有技術(shù)的缺陷，提供一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目陶土 10-12、50-80目石英砂50-60、納米碳酸鈣6_8、40_50目廢鋼渣4-5、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2-3、改性呋喃樹脂粘接劑0.5-0.6、固化劑0.2-0.3、二甲基硅油 1-1.5。
[0006]所述的一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，所述的改性呋喃樹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、納米二氧化硅1.5-2、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，充分攪拌混合均勻后即得。
[0007]所述的一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂的制備方法，所述的制備方法為:先將陶土、石英砂、廢鋼渣投入混砂機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)點是:選用不同粒徑、不同配比的陶土、石英砂以及廢鋼渣作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，易于清理，納米碳酸鈣、納米電氣石粉的添加進一步增進了型砂的透氣性、可塑性和緊湊性，而制備的改性呋喃樹脂粘接劑較傳統(tǒng)的呋喃樹脂具有發(fā)氣量低、苯酚、甲醛殘留少、粘度低、粘接力強、強度大等優(yōu)點，利用率更高，用量得到減少；制備得到的型砂流動性好、成型快、強度高、潰散性好，得到的鋼鑄件氣孔率低，滲碳現(xiàn)象得到有效改善，質(zhì)量得到有效改善。
【具體實施方式】
[0009]—種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80目陶土 10、50目石英砂50、納米碳酸鈣6、40目廢鋼渣4、納米電氣石粉0.1、聚酰胺蠟粉2、改性呋喃樹脂粘接劑0.5、固化劑0.2、二甲基硅油I。
[0010]所述的改性呋喃樹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、納米二氧化硅1.5、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，充分攪拌混合均勻后即得。
[0011]所述的樹脂砂制備方法為:先將陶土、石英砂、廢鋼渣投入混砂機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]本實施例所制得的改性呋喃樹脂粘接劑的含氮量為4.2%，游離甲醛含量為0.05%，粘度為25.8g/cm3，固化后的樹脂塊抗拉強度可達1.24MPa。由該復(fù)合型砂澆注所得的鑄件成品率達到95%以上，鑄件表面致密光潔，縮孔率低，尺寸精準。
【主權(quán)項】
1.一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，其特征在于，該樹脂砂由以下重量份的原料制備得到:80-100目陶土 10-12、50-80目石英砂50-60、納米碳酸鈣6-8、40-50目廢鋼渣4-5、納米電氣石粉0.1-0.2、聚酰胺蠟粉2_3、改性呋喃樹脂粘接劑0.5-0.6、固化劑 0.2-0.3、二甲基硅油 1-1.5。2.如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，其特征在于，所述的改性呋喃樹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、納米二氧化硅1.5-2、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，充分攪拌混合均勻后即得。3.如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為:先將陶土、石英砂、廢鋼渣投入混砂機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)明公開了一種鑄鋼件用含納米碳酸鈣的易成型高強度改性呋喃樹脂砂，該樹脂砂選用不同粒徑、不同配比的陶土、石英砂以及廢鋼渣作為造型砂料，高溫澆注后透氣性好，易于清理，納米碳酸鈣、納米電氣石粉的添加進一步增進了型砂的透氣性、可塑性和緊湊性，而制備的改性呋喃樹脂粘接劑較傳統(tǒng)的呋喃樹脂具有發(fā)氣量低、苯酚、甲醛殘留少、粘度低、粘接力強、強度大等優(yōu)點，利用率更高，用量得到減少；制備得到的型砂流動性好、成型快、強度高、潰散性好，得到的鋼鑄件氣孔率低，滲碳現(xiàn)象得到有效改善，質(zhì)量得到有效改善。
【IPC分類】B22C1/00, B22C1/22, B22C1/02
【公開號】CN105081199
【申請?zhí)枴緾N201510497089
【發(fā)明人】郭偉
【申請人】郭偉
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月14日