一种铸造用覆膜砂及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及铸造覆膜砂技术领域，提出了一种铸造用覆膜砂及其生产工艺，包括以下重量份的组分：宝珠砂60~80份、发热剂3~5份、碱酚醛树脂3~5份、乌洛托品1~2份、偶联剂1~2份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的采用热芯盒铸钢工艺铸造带孔产品时，孔下端易产生缩松缺陷的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种铸造用覆膜砂及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及铸造覆膜砂
，具体的，涉及一种铸造用覆膜砂及其生产工艺。

技术介绍

[0002]传统铸钢用的熔模铸造（又称失蜡铸造）工艺，生产流程长（包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇注、后处理等），生产效率低、工作强度大、污染较大、人工成本高，经济效益差。为提高生产效率、降低生产成本和环境污染，对于部分结构较为简单、表面精度要求不高的铸钢件，采用覆膜砂壳型铸造来取代熔模铸造。利用覆膜砂铸造优点在于工序流程短，热芯盒铸钢工艺简单，设备和人工投入小，工作强度低，铸件清理难度小，环境污染小，且废砂可回收循环利用，经济效益高。
[0003]但是，热芯盒铸钢工艺有些产品带孔工艺，在工艺设计时采用Magma模拟时孔下端会出现内部缺陷超级缩松缺陷，需要采取措施把孔位置堵住形成补缩通道消除下端缩松缺陷，然后通过机械加工孔方式满足图纸尺寸要求；现有工艺生产流程长和生产效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种铸造用覆膜砂及其生产工艺，解决了相关技术中的采用热芯盒铸钢工艺铸造带孔产品时，孔下端易产生缩松缺陷的问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：本专利技术提出一种铸造用覆膜砂，包括以下重量份的组分：宝珠砂60~80份、发热剂3~5份、碱酚醛树脂3~5份、乌洛托品1~2份、偶联剂1~2份。
[0006]作为进一步的技术方案，所述发热剂包括石墨烯、珍珠岩漂珠和氧化铝；所述偶联剂为硅烷类偶联剂；所述宝珠砂的粒度为70~140目。/>[0007]作为进一步的技术方案，所述石墨烯、珍珠岩漂珠和氧化铝的质量比为2:1:1~3。
[0008]作为进一步的技术方案，所述发热剂为石墨烯和氧化铝负载在所述珍珠岩漂珠上。
[0009]作为进一步的技术方案，所述石墨烯的片径为0.5~5μm；所述珍珠岩漂珠的粒径为105~150μm；所述氧化铝的粒径为20~50nm。
[0010]本专利技术还提出一种铸造用覆膜砂的生产工艺，包括以下步骤：S1、氧化石墨烯的制备：将石墨烯溶于浓硫酸中，搅拌均匀，加入高锰酸钾；滴加过氧化氢至无气泡，再加入盐酸搅拌20~30min，清洗，离心至中性，干燥，得到氧化石墨烯；S2、发热剂的制备：将所述氧化石墨烯、氧化铝分散于水中，超声1~2h，过滤，干燥，得到氧化石墨烯/氧化铝混合物；将珍珠岩漂珠分散于含偶联剂的乙醇溶液中，搅拌1~3h，得到珍珠岩漂珠悬浮液；将氧化石墨烯/氧化铝混合物加入到所述珍珠岩漂珠悬浮液中，搅拌2~5h，过滤，煅烧，得到发热剂；S3、将宝珠砂、所述发热剂进行加热混合，依次加入碱酚醛树脂、乌洛托品进行混砂，冷却，破碎，筛分，得到铸造用覆膜砂。
[0011]作为进一步的技术方案，所述S1中石墨烯和高锰酸钾与过氧化氢和盐酸的质量比为1:10:2:1。
[0012]作为进一步的技术方案，所述S2中水的质量为氧化石墨烯和氧化铝总质量的5~7倍，乙醇的质量为偶联剂质量的20倍。
[0013]作为进一步的技术方案，所述S3中混砂时间3~5min；所述S3中加热的温度为130~180℃；所述S3中冷却的温度为60~80℃。
[0014]本专利技术中所述的铸造用覆膜砂或所述的制备方法制得的铸造用覆膜砂应用在铸造中。
[0015]本专利技术的工作原理及有益效果为：1、本专利技术中，通过引入发热剂，制得的铸造用覆膜砂具有高强度、低发气和良好的蓄热特点，能有效改善采用热芯盒铸钢工艺铸造带孔产品时，孔下端易产生缩松缺陷的问题。
[0016]2、本专利技术中，发热剂通过将石墨烯和氧化铝负载到珍珠岩漂珠表面，经过调整石墨烯和氧化铝的配比和氧化铝的粒径，配合其他组分，能显著提高覆膜砂的抗拉强度，降低覆膜砂的发气量，使得热芯盒铸钢工艺铸造带孔产品时，孔位置的补缩通道打开，有效减少或消除下端位置缩松和缩孔缺陷的现象。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例2制得的覆膜砂的Magma模拟结果图；图2为本专利技术实施例4制得的覆膜砂的Magma模拟结果图；图3为本专利技术实施例5制得的覆膜砂的Magma模拟结果图；图4为本专利技术对比例1制得的覆膜砂的Magma模拟结果图；图5为本专利技术中对覆膜砂进行制芯的照片。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1一种铸造用覆膜砂，包括以下重量份的组分：粒度为140目的宝珠砂60份、片径为0.5μm的石墨烯1.5份、粒径为105μm的珍珠岩漂珠0.75份、粒径为20nm的氧化铝0.75份、碱酚醛树脂HW154 3份、乌洛托品1份、偶联剂KH550 1份。
[0020]一种铸造用覆膜砂的生产工艺，包括以下步骤：S1、氧化石墨烯的制备：将石墨烯溶于浓硫酸中，搅拌均匀，加入高锰酸钾；滴加过氧化氢至无气泡，再加入盐酸搅拌20min，清洗，离心至中性，干燥，得到氧化石墨烯；其中，石墨烯和高锰酸钾与过氧化氢和盐酸的质量比为1:10:2:1；S2、发热剂的制备：将氧化石墨烯、氧化铝分散于水中，超声1h，过滤，干燥，得到氧化石墨烯/氧化铝混合物；将珍珠岩漂珠分散于含偶联剂KH550的乙醇溶液中，搅拌1h，得到
珍珠岩漂珠漂浮液；将氧化石墨烯/氧化铝混合物加入到珍珠岩漂珠漂浮液中，搅拌2h，过滤，煅烧，得到发热剂；其中，水的质量为氧化石墨烯和氧化铝总质量的5倍，乙醇的质量为偶联剂质量的20倍；S3、将宝珠砂、发热剂加热至180℃进行混合，依次加入碱酚醛树脂、乌洛托品进行混砂3min，冷却至80℃，破碎，筛分，得到铸造用覆膜砂。
[0021]实施例2一种铸造用覆膜砂，包括以下重量份的组分：粒度为100目的宝珠砂70份、片径为3μm的石墨烯2份、粒径为125μm的珍珠岩漂珠1份、粒径为30nm的氧化铝1份、碱酚醛树脂HW154 4份、乌洛托品1.5份、偶联剂KH570 1.5份。
[0022]一种铸造用覆膜砂的生产工艺，包括以下步骤：S1、氧化石墨烯的制备：将石墨烯溶于浓硫酸中，搅拌均匀，加入高锰酸钾；滴加过氧化氢至无气泡，再加入盐酸搅拌25min，清洗，离心至中性，干燥，得到氧化石墨烯；其中，石墨烯和高锰酸钾与过氧化氢和盐酸的质量比为1:10:2:1；S2、发热剂的制备：将氧化石墨烯、氧化铝分散于水中，超声1.5h，过滤，干燥，得到氧化石墨烯/氧化铝混合物；将珍珠岩漂珠分散于含偶联剂KH570的乙醇溶液中，搅拌2h，得到珍珠岩漂珠漂浮液；将氧化石墨烯/氧化铝混合物加入到珍珠岩漂珠漂浮液中，搅拌3.5h，过滤，煅烧，得到发热剂；其中，水的质量为氧化石墨烯和氧化铝总质量的6倍，乙醇的质量为偶联剂质量的20倍；S3、将宝珠砂、发热剂加热至150℃进行混合，依次加入碱酚醛树脂、乌洛托品进行混砂4min，冷却至7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸造用覆膜砂，其特征在于，包括以下重量份的组分：宝珠砂60~80份、发热剂3~5份、碱酚醛树脂3~5份、乌洛托品1~2份、偶联剂1~2份。2.根据权利要求1所述的一种铸造用覆膜砂，其特征在于，所述发热剂包括石墨烯、珍珠岩漂珠和氧化铝；所述偶联剂为硅烷类偶联剂；所述宝珠砂的粒度为70~140目。3.根据权利要求2所述的一种铸造用覆膜砂，其特征在于，所述石墨烯、珍珠岩漂珠和氧化铝的质量比为2:1:1~3。4.根据权利要求2所述的一种铸造用覆膜砂，其特征在于，所述发热剂为石墨烯和氧化铝负载在所述珍珠岩漂珠上。5.根据权利要求2所述的一种铸造用覆膜砂，其特征在于，所述石墨烯的片径为0.5~5μm；所述珍珠岩漂珠的粒径为105~150μm；所述氧化铝的粒径为20~50nm。6.根据权利要求1~5任意一项所述的一种铸造用覆膜砂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、氧化石墨烯的制备：将石墨烯溶于浓硫酸中，搅拌均匀，加入高锰酸钾；滴加过氧化氢至无气泡，再加入盐酸搅拌20~30min，清洗，离心至中性，干燥，得到氧化石墨烯；S2、发热剂的制备：将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣欣，
申请(专利权)人：河北北方铸业有限公司，
类型：发明
国别省市：