一种覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及铸造砂技术领域，具体涉及一种覆膜砂及其制备方法。一种覆膜砂，包括下述原料：原砂、耐高温抗老化剂、树脂、固化剂和润滑剂，所述耐高温抗老化剂为石墨，其用量为原砂总重量的0.01％‑0.03％。通过控制该覆膜砂的制备工艺，可制备得到耐火度高、抗拉强度大和低发气量的、适用于耐热铸钢铸造用的、且保证铸件表面光洁度小于Ra12.5的覆膜砂。另外，使用该产品后，减少了铸造工艺环节，保证了产品的致密性及表面光洁度，提高了产品质量，降低了制造成本，给企业带来更大的经济效益。

A kind of coated sand and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种覆膜砂及其制备方法
本专利技术涉及铸造砂
，具体涉及一种覆膜砂及其制备方法。
技术介绍
目前耐热铸钢排气歧管及涡轮箱的生产工艺主要是壳型工艺和铁模覆砂工艺，铁模覆砂工艺需要一次性投入的砂箱数量多，一次性投入较高，涉及产品更改时所有砂箱均需要更改，更改周期长。壳型工艺与铁模覆砂相比，一次性投入少，更改周期短，生产比较简便；但是在生产耐热铸钢排气歧管和涡轮箱等薄壁复杂件时，为保证充型铸件质量，浇注温度高，对覆膜砂的耐火度要求高，普通覆膜砂满足不了其耐火度要求，浇注后会产生化学粘砂等现象。而客户对排气歧管及涡轮箱的外观及内腔光洁度要求很高，特别是涡轮箱，其表面粗糙度要求为80％以上的表面积粗糙度不高于Ra12.5微米。为消除化学粘砂，提高排气管及涡轮箱的外观质量，需要在砂芯表面浸涂/喷涂水基耐高温涂料；但是在砂芯表面浸涂/喷涂水基涂料时，若手工浸涂不能保证涂料层厚度的一致性，铸件尺寸一致性差，而且涂料易吸潮，产生铸造缺陷；同时为防止铸件产生气孔缺陷，浸涂涂料后的砂芯需要2天内使用。其次涂料中添加有有机物，夏季易发酵失效，同时浸涂/喷涂涂料需要投入涂料搅拌机、涂层表干机、其它配套设施和人力投入，制造成本高。另外由于覆膜砂芯的特性，若其发气量大，会使铸件的生产中存在气孔等缺陷，产品疏松、缩孔倾向大、材料致密性差，产品质量得不到有效保障。且所选用的原砂的粒度越细，抗拉强度越小，所需的树脂量越多,但覆膜砂的发气量也会越大。反之，若选用粒度大的原砂，虽然可一定程度上减少覆膜砂的发气量，但所得到的覆膜砂的粗糙度大，不适于精密铸件的铸造。此外，若覆膜砂的耐火度小，在浇铸过程中容易出现化学粘砂的现象。CN106493283A公开了一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，通过对宝珠砂进行酸洗处理后，干燥、加热至140-220℃，降温至130-140℃加入树脂，混砂60-90s；加入硬脂酸钙，混砂40-60s；降温至105-110℃，加入乌洛托品水溶液，混砂40-80s；降温，出料、筛分即得覆膜砂。其中，宝珠砂的粒度为20-200目。经试验，20/40目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为4.49MPa；70/140目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为7.65MPa；100/200目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为11.90MPa，但未公开所制得的覆膜砂的耐火度和发气量，100/200目的宝珠砂制备得到的覆膜砂虽然常温抗拉强度高，但是容易出现发气量大和化学粘砂的问题,产品表面质量和内部缺陷大，不适应耐热铸钢件的制造。CN103658506A公开了一种易填充性覆膜砂的制备方法，原砂采用擦洗砂和宝珠砂作为原砂，加热至130-170℃，加入酚醛树脂，混制60s，加入一半量的润滑剂，混制120s；降温至100-110℃，加入固化剂；加入剩下一半量的润滑剂，混制40-50s；降温至80℃以下卸料，破碎、筛分。其中，原砂的粒度为70目、105目或140目。但未公开所制得的覆膜砂的发气量、常温抗拉强度和耐火度，且所采用的原砂的粒度较大，会造成铸件表面粗糙，其耐火度也差，不能用于精密耐热钢铸件制造。CN108607950A公开了一种铸造钢件用覆膜砂，包括组合砂、酚醛树脂、液态硅烷、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙、石墨粉和水，将组合砂加热至130-140℃后加入硅烷水溶液，混合搅拌8-12s，加入酚醛树脂，搅拌60-70s；再加入石墨粉、冷却水和乌洛托品水溶液，降温，加入硬质酸钙，出料粉碎即得覆膜砂。该覆膜砂的常温抗拉强度的平均值为4.1MPa，发气量的平均值为16.5ml以上。该覆膜砂的常温抗拉强度小，发气量大，使用性能差，只能用于一般铸钢产品制造，本领域技术人员也无法预测其耐火度是否能够满足实际生产的需求。经试用亦不能满足耐热铸钢产品的制造需要。
技术实现思路
本专利技术提供一种耐火度高的覆膜砂，以解决现有技术中的覆膜砂耐火度小，在浇注过程中容易出现化学粘砂问题。本专利技术还提供了一种覆膜砂的制备方法。本专利技术的覆膜砂采用如下技术方案：一种覆膜砂，包括下述原料：原砂、耐高温抗老化剂、树脂、固化剂和润滑剂，所述耐高温抗老化剂为石墨，其用量为原砂总重量的0.01％-0.03％。优选的，所述树脂的用量为原砂总重量的1.5％-2.8％，所述固化剂的用量为所述树脂总重量的10％-20％，所述润滑剂的用量为原砂总重量的0.1％-0.25％。树脂优选流动性48-70mm、聚合速度25-45s、软化点为90-97℃的速硬铸造树脂，该树脂可起到进一步增大覆膜砂的抗拉强度和热态抗拉强度的作用。优选的，所述固化剂为乌洛托品水溶液，所述乌洛托品水溶液中乌洛托品与水的重量比为1:2.5。优选的，所述原砂包括20-30重量份的140目电熔锻造砂、55-60重量份的200目电熔锻造砂和10-20重量份的270目电熔锻造砂。优选的，所述电熔锻造砂为铝矾土陶粒经1200-1300℃煅烧后，再经电熔炉电熔制成，其出炉温度大于2200℃。一种覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：(1)将原砂和耐高温抗老化剂升温至140-150℃；(2)加入树脂，使树脂充分软化后，搅拌70-80s，使树脂与原砂混合均匀；(3)降温至110-117℃，加入固化剂，搅拌50-70s；(4)加入润滑剂，降温至90℃以下，继续混砂30-50s，放料即得所述覆膜砂。优选的，先将原砂和耐高温抗老化剂混合均匀再将原砂和耐高温抗老化剂的混合物升温至140-150℃。本专利技术的有益效果是：通过在原砂中加入少量石墨，可起到有效提高所制得的覆膜砂的耐火度的效果，尤以在加热原砂前添加石墨的效果最佳。提高覆膜砂的耐火度可有效避免覆膜砂在浇注后出现化学粘砂的情况。本专利技术所制得的覆膜砂的抗拉强度高，且采用的树脂的量少，有助于进一步减小覆膜砂的发气量。本专利技术的覆膜砂尤其适用于汽车零部件的生产。如耐热铸钢排气歧管及涡轮箱等的生产。本专利技术的覆膜砂的制备方法使得即使在采用较高含量的粒度小于等于200目的原砂时，仍可制得发气量较小的覆膜砂。本专利技术的覆膜砂的制备方法通过对覆膜砂制备过程中各工艺参数(如各原料加入的顺序、各原料用量、温度和作用时间)的控制，可稳定的制备出性能良好的适用于耐热铸钢铸件铸造的覆膜砂。本专利技术的覆膜砂的制备方法简单，工序少，且所制得的覆膜砂用于耐热钢铸件生产可使耐热钢铸件的致密度高、产品表面粗糙度小、光洁度高，可有效提高厂家的产品质量、生产效率，降低生产成本，具有良好的市场前景和经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例3和4所制得的覆膜砂的粒度分布示意图，其中横坐标为所得到的覆膜砂的粒度，纵坐标为各粒度的覆膜砂所占的重量百分比，底盘是指粒度在270目以细的覆膜砂。具体实施方式下面将结合具体实施例及说明书附图图1，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种覆膜砂，其特征在于，包括下述原料：原砂、耐高温抗老化剂、树脂、固化剂和润滑剂，所述耐高温抗老化剂为石墨，其用量为原砂总重量的0.01％‑0.03％。

【技术特征摘要】
1.一种覆膜砂，其特征在于，包括下述原料：原砂、耐高温抗老化剂、树脂、固化剂和润滑剂，所述耐高温抗老化剂为石墨，其用量为原砂总重量的0.01％-0.03％。2.根据权利要求1所述的覆膜砂，其特征在于，所述树脂的用量为原砂总重量的1.5％-2.8％，所述固化剂的用量为所述树脂总重量的10％-20％，所述润滑剂的用量为原砂总重量的0.1％-0.25％。3.根据权利要求2的覆膜砂，其特征在于，所述固化剂为乌洛托品水溶液，所述乌洛托品水溶液中乌洛托品与水的重量比为1:2.5。4.根据权利要求1所述的覆膜砂，其特征在于，所述原砂包括20-30重量份的140目电熔锻造砂、55-60重量份的200目电熔锻造砂和10-20重量份的270目电熔锻造...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永福，田书涛，史玉锋，李长武，杨双杰，王艳军，冯小文，
申请(专利权)人：张永福，
类型：发明
国别省市：河南,41