一种铸钢件用覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铸钢件用覆膜砂及其制备方法，所述铸钢件用覆膜砂包括以下重量份组分：900‑1000份石英硅砂、50‑120份铬铁矿砂、0.5‑0.8份硅溶胶、1‑1.5份硅烷偶联剂、9‑20份碱性酚酸树脂、0.9‑3份固化剂、1‑5份润滑剂和10‑20份添加剂；所述石英硅砂中的SiO2含量≥99％。高纯度的石英硅砂辅以铬铁矿砂，高温下的强度高；石墨粉和润滑剂的使用使生产的铸钢件表面光洁度高，不经加工就可使用，极大地节省生产成本；硅烷偶联剂与硅溶胶的使用优化了所述覆膜砂的强度、灼烧减量和发气量等技术指标；硅溶胶与石墨粉的使用增强铸钢件的光洁度，提高铸件的出品率。所述铸钢件用覆膜砂的制备方法，根据具体的组分成分，设定制备工艺，得到的所述覆膜砂符合铸钢件覆膜砂的标准。

A film coated sand used for steel casting and its preparation method

The present invention relates to coated sand and a preparation method of the steel castings, steel castings with coated sand weight includes the following components: 900 1000 copies of 120 copies of 50 quartz silica sand, chromite sand, 0.5 0.8 copies of 1.5 copies of 1 silica sol, silane coupling agent, 9 20 alkaline the phenolic resin, curing agent, 0.9 3 1 5 and 10 lubricant 20 additives; the quartz sand in the SiO2 content is more than 99%. High purity quartz sand and chromite sand, high temperature and high strength; the use of graphite powder and lubricant production surface finish casting degree is high, can be used without processing, greatly saving the production cost; silane coupling agent and silica sol was optimized using the coated sand strength, burning and reduction gas and other technical indicators; using silica sol and graphite powder reinforced steel casting finish, improve product rate of castings. The preparation method of the coated sand for the steel castings is based on the specific composition components, and the preparation process is set. The coated sand meets the standard of the coated sand for the steel castings.

【技术实现步骤摘要】
一种铸钢件用覆膜砂及其制备方法
本专利技术属于铸造
，具体涉及一种铸钢件用覆膜砂及其制备方法。
技术介绍
铸钢材质性能比普通铸铁好，强度高、抗疲劳性强、抗腐蚀性好，使用寿命长，因此，在工业应用上，对高性能的铸钢材质零部件的运用越来越广泛，铸钢的品质要求也越来越高，到2016年，我国的铸钢件总产量已经达到了150万吨。但是铸钢件在铸造过程中，因为铸钢熔点高，其相应的浇注温度也高，达到1500-1700℃，接近了内蒙风积石英砂的耐火度，这种砂的硅含量只有85％左右，含有钙基氧化物等低熔点物质，高温下钢水会与铸型材料发生化学作用，铸钢件容易出现烧结粘砂和气孔等缺陷。现在用于铸钢件铸造的铸型材料多添加一定量的宝珠砂作为耐火骨料。宝珠砂又称为电熔陶粒砂，是以天然铝矾土为原料，对熔融状态下的高氧化铝质的铝矾土进行喷雾处理，使之再结晶、造粒、分筛而得到的高耐热性、低热膨胀的球状人工铸造砂。但是现有技术存在的问题是，使用宝珠砂生产铸型材料的成本高，宝珠砂的价格是石英硅砂的10倍以上，国内很多铸造厂家难以接受；宝珠砂生产能耗高，污染环境，我国主要的铝矾土资源主要集中的河南省境内，现在处于限制开采时期；另外宝珠砂的生产工艺是用高压将铝矾土熔融，再用高压空气吹成颗粒状，该工艺能耗高，作业环境恶劣，粉尘多，作业工人极易得尘肺病，已经被国家列为重点防治对象。在以上情况之下，开发一种新型的铸型材料作为含有宝珠砂的铸型材料的替代产品就显得尤为重要。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术其一目的是提供一种用于铸钢件铸造的覆膜砂，所述覆膜砂不使用宝珠砂，达到成本低廉、使用效果佳的技术效果。本专利技术的再一目的是提供一种所述覆膜砂的制备方法。本专利技术的技术方案为：本专利技术提供一种铸钢件用覆膜砂，包括以下重量份组分：900-1000份石英硅砂、50-120份铬铁矿砂、0.5-0.8份硅溶胶、1-1.5份硅烷偶联剂、9-20份酚酸树脂、0.9-3份固化剂、1-5份润滑剂和10-20份添加剂；所述石英硅砂中的SiO2含量≥99％。本专利技术所述的铸钢件用覆膜砂，流动性好、强度高，在1500-1700℃的熔铸温度下不予铸钢件发生明显的熔融反应，铸型的铸钢件光洁度高，且用量少，可降低成本，更便于铸型操作。根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述硅溶胶的固含量为25％-30％。硅溶胶本身的粘度低、分散性好渗透性好，可以很好地分散并附着在物体表面，且硅溶胶粒子件形成硅氧键结合，粘结性好，硅溶胶的加入不仅形成空间网状结构，具有优异的粘结性能，还会增强覆膜砂的强度，铸型覆膜砂的综合使用性能更为优异根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述硅溶胶的pH值为9-10，硅溶胶的粒子直径为40-50nm，可以保证所述硅溶胶的增强作用最好，所述硅溶胶的结构稳定性随温度变化的波动最小，有利于维持所述覆膜砂在不同温度下的使用稳定性。另外，硅溶胶的pH值为9-10时，优选所述酚醛树脂为碱性酚醛树脂。根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述固化剂为质量分数为30-50％的乌洛托品水溶液。根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述润滑剂为硬脂酸钙。根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述添加剂为重量比为1:2-5的鳞片状石墨粉和莫来石粉的混合物。为了保证石墨可以连续均匀包覆在所述的铸钢件覆膜砂表面，增强铸钢件覆膜砂砂芯的韧性，进而增强对高温钢水的耐冲刷能力，所述石墨粉为鳞片状石墨粉，石墨粉还有润滑，提高所述覆膜砂流动性的作用，使制得的砂芯更为致密；另外莫来石粉的添加与石英硅砂结合使用起到辅助增强使用强度的作用，鳞片状石墨粉与莫来石粉以特定比例结合作为添加剂，可以增强所述铸钢件用覆膜砂的韧性和使用强度，增强所述铸钢件用覆膜砂在高温下的对高温钢水的耐冲刷能力和耐钢水熔蚀的能力。根据本专利技术的铸钢件用覆膜砂，所述鳞片状石墨粉的粒径为500-600目，莫来石粉的粒径为180-250目。本专利技术还提供所述铸钢件用覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：(1)将石英硅砂和铬铁矿砂混合均匀，并将混合好的原料加热至160-200℃；(2)向不断搅拌的步骤(1)的混合料中加入碱性酚醛树脂、硅溶胶和硅烷偶联剂并混合；(3)向步骤(2)得到的混合料中加入固化剂混合；(4)将所述润滑剂和添加剂加入至将步骤(3)得到的混合料进行混合；(5)将步骤(4)得到的混合料进行筛分去除筛上颗粒，然后冷却，得到所述铸钢件覆膜砂。根据本专利技术的所述铸钢件用覆膜砂的制备方法，在步骤(2)中，加入碱性酚醛树脂时，步骤(1)的混合料的温度为120-150℃；在步骤(3)中，加入所述固化剂时，步骤(2)的混合料的温度为80-90℃；在步骤(4)中，加入所述润滑剂和添加剂时，步骤(3)的混合料的温度为70-80℃。以上混合温度的限定，可以保证碱性酚醛树脂在合适的温度下具有适宜的流动性，覆膜均匀，保证固化剂在适宜的温度下与碱性酚醛树脂配合，起到良好的固化作用，覆膜砂制备效果更好，降温至70-80℃加入所述润滑剂和添加剂既保证制备效率，也使润滑剂和添加剂可以良好分散于已步骤(4)之前的混合砂料之间，使用使起到良好的润滑、光洁作用。根据本专利技术的所述铸钢件用覆膜砂的制备方法吗，在步骤(2)中，混合时间为20-30秒；在步骤(3)中，混合时间为40-50秒；在步骤(4)中，混合时间为15-20秒。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种铸钢件用覆膜砂，以高纯度的石英硅砂为原料，辅以铬铁矿砂，高温下的强度高，石墨粉以及润滑剂的联合使用使所述覆膜砂不易与钢水产生粘结，得到的铸钢件表面光洁度高，铸件不经加工就可使用，因为极大地节省了大量金属和加工的成本；所述硅烷偶联剂与硅溶胶的联合使用强化了所述覆膜砂的强度，优化了灼烧减量和发气量等技术指标，且所述硅溶胶与石墨粉等使用也加强了铸钢件的光洁度，提高了铸件的出品率。本专利技术提供的铸钢件用覆膜砂的制备方法，根据具体的组分成分，设定制备工艺，确定添加顺序，得到的所述覆膜砂将各组分混合均匀，且使所述覆膜砂的强度、灼烧减量、发气量、流动性等指标符合铸钢件铸型材料的标准，替代以宝珠砂为原料的覆膜砂使用，大大降低铸型生产成本。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。以下实施例以1份为1kg。实施例1一种铸钢件用覆膜砂，包括以下重量份组分：900份石英硅砂、120份铬铁矿砂、0.5份硅溶胶、1.5份硅烷偶联剂、9份碱性酚酸树脂、3份固化剂、1份润滑剂和20份添加剂；所述石英硅砂中的SiO2含量≥99％；所述硅溶胶的固含量为25％，硅溶胶的粒子直径为40-50nm，pH值为10；所述固化剂为质量分数为30％的乌洛托品水溶液；所述润滑剂为硬脂酸钙；所述添加剂为重量比为1:5的鳞片状石墨粉和莫来石粉的混合物；所述鳞片状石墨粉的粒径为500目，莫来石粉的粒径为250目。上述的铸钢件用覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：(1)将石英硅砂和铬铁矿砂混合均匀，并将混合好的原料加热至160℃；(2)步骤(1)的混合料的温度为150℃时，不断搅拌，同时加入碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸钢件用覆膜砂，其特征在于，包括以下重量份组分：900‑1000份石英硅砂、50‑120份铬铁矿砂、0.5‑0.8份硅溶胶、1‑1.5份硅烷偶联剂、9‑20份酚酸树脂、0.9‑3份固化剂、1‑5份润滑剂和10‑20份添加剂；所述石英硅砂中的SiO2含量≥99％。

【技术特征摘要】
1.一种铸钢件用覆膜砂，其特征在于，包括以下重量份组分：900-1000份石英硅砂、50-120份铬铁矿砂、0.5-0.8份硅溶胶、1-1.5份硅烷偶联剂、9-20份酚酸树脂、0.9-3份固化剂、1-5份润滑剂和10-20份添加剂；所述石英硅砂中的SiO2含量≥99％。2.根据权利要求1所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述硅溶胶的固含量为25％-30％，硅溶胶的粒子直径为40-50nm。3.根据权利要求1所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述硅溶胶的pH值为9-10。4.根据权利要求1所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述固化剂为质量分数为30-50％的乌洛托品水溶液。5.根据权利要求1所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙。6.根据权利要求1所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述添加剂为重量比为1:2-5的鳞片状石墨粉和莫来石粉的混合物。7.根据权利要求6所述的铸钢件用覆膜砂，其特征在于，所述鳞片状石墨粉的粒径为500-600目，莫来石粉的粒径为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹海军，秦申二，杨志永，
申请(专利权)人：北京仁创砂业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11