一种叶轮用覆膜砂及其制备方法技术

本发明专利技术属于稀土涡轮铸造技术领域，涉及一种叶轮用覆膜砂。本发明专利技术覆膜砂在满足铸件使用强度的条件下具有较高的透气性，因叶轮铸件比较薄，浇注后会快速冷却，如果型腔内压力大，气体不能及时排出渗入铁水中，冷却后铸件形成气孔缺陷，本发明专利技术采用双筛砂进行配比，在充分保证砂型具有较高的强度和韧性的同时还具有高透气性，再通过铬铁矿砂的添加，砂型导热性能增加，减少了叶轮缩孔缩松缺陷形成概率，提高产品成品率。产品成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种叶轮用覆膜砂及其制备方法


[0001]本专利技术属于稀土涡轮铸造
，涉及一种叶轮用覆膜砂及其制备方法。

技术介绍

[0002]叶轮作为泵、发动机、膨胀机、水汽轮机、水汽轮机和压缩机等产品上的关键部件,主要作用是对流过的液体或气体进行增压或转换能力。
[0003]叶轮常用的的液体或气体进行增压或能量转换。铸件结构通常为不规则曲面，且曲面的翘曲度大、壁厚薄尺寸精度形状公差及表面粗糙度等质量要求高,在铸造工艺方面，薄壁件产品极易出现冷隔、气孔、缩松等问题，尤其是气孔缺陷直接对应覆膜砂的发气量和透气性，然而在使用普通硅砂条件下，发气量与强度呈正比管理，不能单纯为了降低发气量而损失覆膜砂强度，为了进一步提升铸件质量和提高生产效率，急需一种易排气型覆膜砂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种膨胀率低、导热性能良好的叶轮用覆膜砂。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种叶轮用覆膜砂，所述覆膜砂包括如下质量份数的原料：400
‑
500份骨料、5
‑
15份粘结剂、2
‑
5份固化剂、0.5
‑
2份润滑剂、0.2
‑
0.3份增强剂、40
‑
60份导热剂，其中骨料为粒径50
‑
70目硅砂和100
‑
110目硅砂混合制得。
[0006]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，粒径50
‑<br/>70目硅砂和粒径100
‑
110目硅砂质量比为1：(0.5
‑
1.5)。本专利技术通过控制添加50
‑
70目和100
‑
110目硅砂的质量比使得砂粒之间有细微缝隙，能够达到良好的透气性能。
[0007]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，粘结剂为氯丙烯改性的酚醛树脂。本专利技术通过氯丙烯取代酚醛树脂结构对位连接为邻位连接，并有2、4、6位同时取代，整体固化后分子量增加，耐温时间延长，对位键减少，提高固化后的韧性。
[0008]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，固化剂为浓度25
‑
30％的六次甲基四胺水溶液。本专利技术中如果六次甲基四胺浓度过高，在制备过程中不能及时对固化过程降温，同时也会导致溶质六亚甲基四氨与酚醛树脂混合不均匀；浓度过低，又会在制备过程中失温过快，在温度低于100℃后水分不易蒸发，需要延长混炼时间过长处理剩余水分，过程中过多的机械摩擦会导致树脂膜受损，从而大大降低覆膜砂物理强度。
[0009]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，润滑剂为硬脂酸钙。
[0010]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，增强剂为四氧乙基硅烷。
[0011]在上述的一种叶轮用覆膜砂中，导热剂为铬铁矿砂。本专利技术铬铁矿砂具有良好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等发生反应，可以避免热化学粘砂，并且在熔融金属浇铸过程中，铬铁矿砂本身发生固相烧结，可以防止熔融金属的渗透，从而防止机械粘砂，铬铁矿砂的热传导率比硅砂大好几倍，可以提高铸件的冷却速度，且铬铁矿砂耐火度高，热膨胀系数低，不与金属氧化物反应，能有效防止铸件脉纹、夹砂等铸造缺陷。
[0012]作为优选，铬铁矿砂的粒径为70
‑
140目。本专利技术需要控制铬铁矿砂的粒径为70
‑
140目，避免粒度过粗导致覆膜砂填充性能差，砂型表面致密度低，铁砂浇注过程中渗入空穴中，形成机械粘砂；粒度过细，颗粒直径较细砂颗粒调补砂粒之间缝隙，会影响砂型整体透气性。
[0013]本专利技术还提供了一种叶轮用覆膜砂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0014]S 1、配置上述原料；
[0015]S2、先将骨料和导热剂进行加热处理，然后投入混炼机进行均匀混合，依次加入粘结剂和增强剂，继续搅拌形成混合物；
[0016]S3、对混合物进行冷却处理，加入固化剂进行搅拌，调整混炼机后投入润滑剂进行搅拌，最后经破碎分筛、冷却得覆膜砂。
[0017]在上述的一种叶轮用覆膜砂的制备方法中，步骤S2加热处理温度为160
‑
170，时间为3
‑
5m in。
[0018]在上述的一种叶轮用覆膜砂的制备方法中，步骤S3加入固化剂前混炼机温度为100
‑
110℃。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术覆膜砂在满足铸件使用强度的条件下具有较高的透气性，因叶轮铸件比较薄，浇注后会快速冷却，如果型腔内压力大，气体不能及时排出渗入铁水中，冷却后铸件形成气孔缺陷，本专利技术采用双筛砂进行配比，在充分保证砂型具有较高的强度和韧性的同时还具有高透气性，再通过铬铁矿砂的添加，砂型导热性能增加，减少了叶轮缩孔缩松缺陷形成概率，提高产品成品率。
具体实施方式
[0020]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0021]实施例1：
[0022]S 1、按照如下质量份数配置原料：450份骨料、50份粒径100目铬铁矿砂、10份氯丙烯改性的酚醛树脂、0.25份四氧乙基硅烷、4份浓度30％的六次甲基四胺水溶液、1份硬脂酸钙；骨料为质量比1:1的70目硅砂和100目硅砂；
[0023]S2、先将70目硅砂和100目硅砂在165℃下加热4m in，然后和铬铁矿砂投入混炼机进行均匀混合20s，然后依次加入氯丙烯改性的酚醛树脂和四氧乙基硅烷，继续搅拌35s形成混合物；
[0024]S3、当混合物冷却至105℃时，加入六次甲基四胺水溶液进行搅拌37s，调整混炼机电流最大值130A后投入硬脂酸钙进行搅拌25s，最后经破碎分筛、冷却得平均粒径0.2m m的覆膜砂。
[0025]实施例2：
[0026]S 1、按照如下质量份数配置原料：450份骨料、40份粒径70目铬铁矿砂、9份氯丙烯改性的酚醛树脂、0.2份四氧乙基硅烷、3.6份浓度25％的六次甲基四胺水溶液、1份硬脂酸钙；骨料为质量比1:1的70目硅砂和100目硅砂；
[0027]S2、先将70目硅砂和100目硅砂在160℃下加热3m in，然后和铬铁矿砂投入混炼机进行均匀混合20s，然后依次加入氯丙烯改性的酚醛树脂和四氧乙基硅烷，继续搅拌35s形
成混合物；
[0028]S3、当混合物冷却至100℃时，加入六次甲基四胺水溶液进行搅拌37s，调整混炼机电流最大值130A后投入硬脂酸钙进行搅拌25s，最后经破碎分筛、冷却得平均粒径0.15m m的覆膜砂。
[0029]实施例3：
[0030]S 1、按照如下质量份数配置原料：450份骨料、60份粒径140目铬铁矿砂、15份氯丙烯改性的酚醛树脂、0.3份四氧乙基硅烷、5份浓度25％的六次甲基四胺水溶液、2份硬脂酸钙；骨料为质量比1:1的70目硅砂和100目硅砂；
[0031]S2、先将70目硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶轮用覆膜砂，其特征在于，所述覆膜砂包括如下质量份数的原料：400
‑
500份骨料、5
‑
15份粘结剂、2
‑
5份固化剂、0.5
‑
2份润滑剂、0.2
‑
0.3份增强剂、40
‑
60份导热剂，其中骨料为粒径50
‑
70目硅砂和100
‑
110目硅砂混合制得。2.根据权利要求1所述的一种叶轮用覆膜砂，其特征在于，粒径50
‑
70目硅砂和粒径100
‑
110目硅砂质量比为1：(0.5
‑
1.5)。3.根据权利要求1所述的一种叶轮用覆膜砂，其特征在于，粘结剂为氯丙烯改性的酚醛树脂。4.根据权利要求1所述的一种叶轮用覆膜砂，其特征在于，固化剂为浓度25
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷文港，张显旺，朱运隆，
申请(专利权)人：天阳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：