[发明专利]一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺

说明书

本发明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％。

技术领域

本发明涉及发动机制造技术领域，尤其涉及一种高强度抗脉纹型水套砂芯的制备工艺。

背景技术

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。

发明内容

本发明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℃。

本发明的有益效果：