[发明专利]一种铸造用覆膜砂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造工艺材料技术，特别是涉及一种铸造用覆膜砂的。

背景技术

覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。有冷法和热法两种覆膜工艺：冷法用乙醇将粘结剂溶解，并在混砂过程中加入固化剂，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂；热法把砂预热到一定温度，粘结剂使其熔融，搅拌覆膜在砂粒表面，加固化剂水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。用于铸钢件、铸铁件。由于覆膜砂具有强度高、发气量低、生产铸件尺寸精度高、表面光洁、便于保存等优点，应用广泛。

目前市场上的高强度覆膜砂普遍采用新硅砂或烘焙硅砂为原砂，具有较高的膨胀率，高温变形严重，制成形状复杂的砂芯后不能保证浇铸时的形状，造成浇铸后内部型腔封堵，内腔壁薄等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：

提供一种高强度覆膜砂及其制备方法，能够克服现有覆膜砂浇铸时易变形缺陷，充分利用宝珠砂的地膨胀率和近似球形的特点，辅以热法再生硅砂，增强覆膜砂强度并降低高温膨胀变形，有效解决覆膜砂芯高温变形造成的内腔形状变化缺陷。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种铸造用覆膜砂，包括原砂，粘接剂，固化剂，偶联剂和增塑剂，其特征在于，粘接剂为原砂重量的2％-3％，固化剂为粘接剂重量的40％-60％，偶联剂为粘接剂重量的0.5％-0.8％，润滑剂为粘接剂重量的40％-60％，增塑剂为粘接剂重量的5％-8％。

作为优选，所述原砂包括热法再生砂和宝珠砂，宝珠砂占原砂总重量的30％-100％，。

作为优选，宝珠砂占原砂重量30％，热法再生砂占原砂重量70％，粘接剂为原砂重量的2％，固化剂为粘接剂重量的40％，偶联剂为粘接剂重量的0.5％，润滑剂为粘接剂重量的40％，增塑剂为粘接剂重量的5％。

作为优选，宝珠砂占原砂重量100％，热法再生砂占原砂重量0％，粘接剂为原砂重量的3％，固化剂为粘接剂重量的60％，偶联剂为粘接剂重量的0.8％，润滑剂为粘接剂重量的60％，增塑剂为粘接剂重量的8％。

作为优选，宝珠砂占原砂重量50％，热法再生砂占原砂重量50％，粘接剂为原砂重量的2.5％，固化剂为粘接剂重量的50％，偶联剂为粘接剂重量的0.55％，润滑剂为粘接剂重量的50％，增塑剂为粘接剂重量的6.5％。

一种铸造用覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：

a.混砂机开机，原砂预热；

b.将预热后的原砂加入混砂机；

c.将粘接剂、偶联剂与增塑剂在10-25秒内加入混砂机；

d.步骤c进行的同时，开始覆膜；

e.步骤d完成40-85秒后喷入固化剂；

f.步骤e完成10-20秒后加入润滑剂

g.步骤f完成后，风冷40-70秒，开始出砂

h.对覆膜砂进行破碎、筛分。

上述方案中，所采用的粘接剂为酚醛树脂，增塑剂为二丁酯，固化剂为乌洛托品，偶联剂为硅烷，润滑剂为硬脂酸钙。

与现有技术相比，本方案的有益效果体现在以下几个方面：

1.宝珠砂含量高，带来的优点在于：能够最大限度利用宝珠砂本身粒形好的优点，使得覆膜砂本身强度得到提高而不增加发气量；能够最大限度利用宝珠砂高温膨胀率低的优点，保证覆膜砂所制造的型芯高温下形状的稳定性(几何形状和尺寸)。

2.宝珠砂与热法再生砂配比的优点：本覆膜砂工艺主要用于规模化制造铸铁材质的汽车发动机缸体(曲轴箱体)和缸盖，合理的宝珠砂和热法再生砂配比能够保证批量获得合格铸铁材质的汽车发动机缸体(曲轴箱体)和缸盖而且最大限度降低宝珠砂用量，保证经济效益(宝珠砂为人造砂，成本远远高于热法再生砂)。常规情况下，如果砂型(芯)本身弯曲程度大、浇铸时受到铁水作用(冲刷、浸泡、烘烤)强，砂型形成的铸件部位尺寸精度要求高(细小的缸筒壁、油道腔壁、缸盖内腔等)，浇铸时砂型(芯)变形严重，则宝珠砂含量需要高。

3.粘接剂、偶联剂、固化剂、添加剂、润滑剂的选择，及其优点所在：粘结剂的加入比例取决于目标砂型(芯)的形状和受力状况，一般比较粗大是砂型(芯)所需要粘结剂少，比较细小而且形状弯曲而且浇铸中受到铁水作用强的砂型(芯)需要较

多的粘结剂，其余成分的选择主要取决于粘结剂的加入比例。