一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，将液态热固性树脂粘结剂、催化剂、覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。液态热固性树脂粘结剂是DOPO型苯并噁嗪树脂、乙二胺、二氨基二苯基甲烷、丙酮、硅烷类偶联剂混合制成。采用本发明专利技术所述的制备工艺制成的水套砂芯具有高强度、抗脉纹、无需使用芯撑，也就不存在芯撑处存在疏松、熔合不良等隐患，充型流动性优良，内腔质量优良，气孔隐患低，废芯率不超过2％。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺
本专利技术涉及发动机制造
，尤其涉及一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺。
技术介绍
在发动机制造领域，薄壁化和轻量化也是未来发动机缸体发展的主要趋势，缸体壁厚越来越薄，精度不断提高是目前缸体铸件的特点。对于薄壁化的缸体，水腔设计易出现砂孔。所以，如今的缸体铸件结构，对覆膜砂射芯性能提出了许多新的需求，现有的覆膜砂很难满足缸体铸件结构的要求。水套砂芯是柴(汽)油发动机缸体铸件生产中的一个关键，该砂芯结构复杂，尺寸精度高，壁薄，清理困难。这就要求其具有以下特点：①高强度。②透气性好。③常温及高温下尺寸稳定，不膨胀，不变形。④耐火度高，溃散性好。目前，传统的水套砂芯制作工艺是采用覆膜砂热芯或增设芯撑。在覆膜砂热芯工艺中，覆膜砂通常采用硅砂作为原料砂，硅砂的热膨胀率较高；再加上，用来将铸造砂粘结在一起的型砂粘结剂通常采用合成树脂作粘结剂，常用的有酚醛树脂、呋喃树脂、异氰酸脂、尿脘树脂等。上述合成树脂在固化、硬化的过程中会产生大量的小分子溢出，也就是说，在后续铸造过程中，砂芯发气量大，极易导致气孔缺陷，对型/芯的排气系统设计要求非常高；如果处理不当，易造成大量的废品；并且，在加工过程中，由于砂芯强度有限，通常需要芯撑，这易造成芯撑处存在疏松、熔合不良等隐患。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，具体技术方案如下：一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，将20～28质量份液态热固性树脂粘结剂、2～3质量份催化剂、150质量份覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。作为上述技术方案的改进，将预热至150～180℃的125～140质量份宝珠砂加入混砂机，将20～25质量份液态热固性树脂粘结剂和16～22质量份碳化硅加入混砂机并同时开始覆膜，再将1.2～1.8质量份乌洛托品及9～12质量份润滑剂加入混砂机，对混砂机内部的物料进行风冷，并移出混砂机进行破碎和筛分即得到覆膜砂。作为上述技术方案的改进，所述液态热固性树脂粘结剂是将DOPO型苯并噁嗪树脂、乙二胺、二氨基二苯基甲烷、丙酮、硅烷类偶联剂按照质量比为(100～120):(15～20):(18～25):(90～110):(20～25)的比例混合制成。作为上述技术方案的改进，所述润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或数种。作为上述技术方案的改进，所述宝珠砂的粒径小于或等于0.18mm。作为上述技术方案的改进，所述催化剂为碱化凹凸棒土。作为上述技术方案的改进，将100质量份过50目筛的凹凸棒土与3～5质量份强碱溶液经过搅拌、晾干、压片制成薄片，将薄片在280～290℃焙烧3～4小时，然后以20～23℃/min的速率冷却至40℃，再在磨粉至过200目筛的粉体即得到碱化凹凸棒土。作为上述技术方案的改进，所述强碱溶液是质量分数为50～55％的氢氧化钠溶液、质量分数为50～55％的氢氧化钾溶液中的一种。作为上述技术方案的改进，所述预热后模具芯盒内部的温度为180～200℃。本专利技术的有益效果：通过对现有覆膜砂和液态热固性树脂粘结剂的制作工艺进行优化设计，采用本专利技术所述的制备工艺制成的水套砂芯具有高强度、抗脉纹、无需使用芯撑，也就不存在芯撑处存在疏松、熔合不良等隐患，充型流动性优良，内腔质量优良，气孔隐患低，废芯率不超过2％。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1将100kg的DOPO型苯并噁嗪树脂、15kg的乙二胺、18kg的二氨基二苯基甲烷、90kg的丙酮、20kg的硅烷类偶联剂混合制成液态热固性树脂粘结剂。将100kg过50目筛的凹凸棒土与3kg质量分数为50～55％的氢氧化钠溶液经过搅拌、晾干、压片制成薄片，将薄片在280℃焙烧4小时，然后以20～23℃/min的速率冷却至40℃，再在磨粉至过200目筛的粉体得到碱化凹凸棒土。将预热至150℃的125kg粒径小于或等于0.18mm的宝珠砂加入混砂机，将20kg液态热固性树脂粘结剂和16kg碳化硅加入混砂机并同时开始覆膜，再将1.2kg乌洛托品及9kg硬脂酸锌加入混砂机，对混砂机内部的物料进行风冷，并移出混砂机进行破碎和筛分即得到覆膜砂。将20kg液态热固性树脂粘结剂、2kg催化剂、150kg覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，所述预热后模具芯盒内部的温度为180℃，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。该成品的抗拉强度为3.85MPa。实施例2将110kg的DOPO型苯并噁嗪树脂、18kg的乙二胺、20kg的二氨基二苯基甲烷、100kg的丙酮、22kg的硅烷类偶联剂混合制成液态热固性树脂粘结剂。将100kg过50目筛的凹凸棒土与4kg质量分数为50～55％的氢氧化钾溶液经过搅拌、晾干、压片制成薄片，将薄片在285℃焙烧3.5小时，然后以20～23℃/min的速率冷却至40℃，再在磨粉至过200目筛的粉体得到碱化凹凸棒土。将预热至160℃的130kg粒径小于或等于0.18mm的宝珠砂加入混砂机，将23kg液态热固性树脂粘结剂和20kg碳化硅加入混砂机并同时开始覆膜，再将1.5kg乌洛托品及10kg硬脂酸钙加入混砂机，对混砂机内部的物料进行风冷，并移出混砂机进行破碎和筛分即得到覆膜砂。将26kg液态热固性树脂粘结剂、2.7kg催化剂、150kg覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，所述预热后模具芯盒内部的温度为190℃，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。该成品的抗拉强度为3.87MPa。实施例3将120kg的DOPO型苯并噁嗪树脂、20kg的乙二胺、25kg的二氨基二苯基甲烷、110kg的丙酮、25kg的硅烷类偶联剂混合制成液态热固性树脂粘结剂。将100kg过50目筛的凹凸棒土与5kg质量分数为50～55％的氢氧化钠溶液经过搅拌、晾干、压片制成薄片，将薄片在290℃焙烧3小时，然后以20～23℃/min的速率冷却至40℃，再在磨粉至过200目筛的粉体得到碱化凹凸棒土。将预热至180℃的140kg粒径小于或等于0.18mm的宝珠砂加入混砂机，将25kg液态热固性树脂粘结剂和22kg碳化硅加入混砂机并同时开始覆膜，再将1.8kg乌洛托品及12kg硬脂酸钙加入混砂机，对混砂机内部的物料进行风冷，并移出混砂机进行破碎和筛分即得到覆膜砂。将28kg液态热固性树脂粘结剂、3kg催化剂、150kg覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，所述预热后模具芯盒内部的温度为200℃，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。该成品的抗拉强度为3.83MPa。在上述实施例中，成品的抗拉强度在3.8MPa以上；而现有砂芯的抗拉强度不超过3.0MPa。经计算，使用实施例2中的覆膜砂射制的上油道芯在长度方向的理论膨胀值为1.5mm，相比现有工艺来说，长度膨胀值减小了3.5mm。本专利技术所述宝珠砂为球形宝珠砂。宝珠砂具备较高的耐火度和非常小的热膨胀率，在热膨胀率指标方面，宝珠砂仅为硅砂的1/10左右，可有效减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，其特征在于：将20～28质量份液态热固性树脂粘结剂、2～3质量份催化剂、150质量份覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，其特征在于：将20～28质量份液态热固性树脂粘结剂、2～3质量份催化剂、150质量份覆膜砂配制成芯砂，将芯砂填入预热的模具芯盒内部，贴近模具芯盒表面的砂芯受热即可缩聚硬化得到成品。2.根据权利要求1所述的一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，其特征在于：将预热至150～180℃的125～140质量份宝珠砂加入混砂机，将20～25质量份液态热固性树脂粘结剂和16～22质量份碳化硅加入混砂机并同时开始覆膜，再将1.2～1.8质量份乌洛托品及9～12质量份润滑剂加入混砂机，对混砂机内部的物料进行风冷，并移出混砂机进行破碎和筛分即得到覆膜砂。3.根据权利要求2所述的一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺，其特征在于：所述液态热固性树脂粘结剂是将DOPO型苯并噁嗪树脂、乙二胺、二氨基二苯基甲烷、丙酮、硅烷类偶联剂按照质量比为(100～120):(15～20):(18～25):(90～110):(20～25)的比例混合制成。4.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光伟，龚连金，张京伟，汪贞芳，张伟光，刘浩辉，
申请(专利权)人：合肥江淮铸造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34