[发明专利]一种铸造用耐高温高硅覆膜砂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铸造用耐高温高硅覆膜砂及其制备方法。该覆膜砂由包括以下重量份数的原料制备得到：高硅砂100～200份，铁砂5～10份，硅烷偶联剂2～8份，树脂1～5份，石墨粉0.1～1份，乌洛托品0.02～2份，硬脂酸钙0.05～0.5份。该覆膜砂以高硅砂作为骨料，具有耐高温性能好和原料制作过程环保的优点，且成本低于锆英砂和宝珠砂。并且，该高硅砂以石墨粉作为辅料，能够提高该覆膜砂的强度。

技术领域

本发明涉及铸造材料技术领域，具体涉及一种铸造用耐高温高硅覆膜砂，以及该覆膜砂的制备方法。

背景技术

用于铸造行业的覆膜砂都具有一定的耐高温能力。一般将浇注温度在1500℃以上，还能够保持自身强度的覆膜砂称为耐高温覆膜砂。其具有优异的耐高温、高强度、低膨胀、低发气、慢发气、易溃散等性能。耐高温覆膜砂特别适用于复杂薄壁精密的铸铁件，如汽车发动机缸体、缸盖等；以及高要求的铸钢件，如集装箱角、火车刹车缓冲器壳件等，可有效消除粘砂、变形、热裂和气孔等铸造缺陷。

耐高温覆膜砂的制备工艺包括在硅砂覆膜时加入一定量的惰性材料，如锆砂、铬铁矿砂、含碳材料或其他惰性材料等。目前国内的耐高温覆膜砂选取的骨料主要有硅砂、宝珠砂、锆英砂等。普通硅砂具有热膨胀量大、角形系数较大、流动性差等缺点，易引起铸件出现粘砂、脉纹、变形以及开裂等缺陷；宝珠砂中铁单质和铁氧化物含量高，在铸铝件和铸钢件生产中容易化学反应，导致铸件粘砂焙烧。并且其制作过程对环境造成污染较大，成本太高。锆英砂虽然综合性能较高，但是资源稀缺、价格昂贵。同时也因为在生产过程中是由机械破碎，角形系数较大会消耗大量的粘结剂。

另外，耐高温覆膜砂的性能主要取决于耐高温强度和防止铸造粘砂缺陷的效果。当前主要通过加入四氧化三铁砂起到激冷作用，使得与铸型接触的金属液温度降低，从而防止粘砂；或者加入耐火度为1900℃的铬铁矿粉在硅砂表面形成耐高温膜，增加其耐高温性能，如专利CN 107262662A；或者加入耐火度为1800℃的空心陶瓷微珠替代铬铁矿粉，如专利CN 108127073A。但是，上述防止粘砂的辅剂由于其耐火性能不够好，在实际铸造生产中仍然会出现粘砂等缺陷，严重时会导致铸件报废。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种铸造用耐高温高硅覆膜砂。

本发明的第二目的在于提供上述覆膜砂的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种铸造用耐高温高硅覆膜砂，由包括以下重量份数的原料制备得到：高硅砂100～200份，铁砂5～10份，硅烷偶联剂2～8份，树脂1～5份，石墨粉0.1～1份，乌洛托品0.02～2份，硬脂酸钙0.05～0.5份。

优选地，所述覆膜砂由包括以下重量份数的原料制备得到：高硅砂150份，铁砂5～10份，硅烷偶联剂3～7份，树脂2.5～4份，石墨粉0.1～0.8份，乌洛托品0.02～1份，硬脂酸钙0.1～0.3份。

优选地，所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的至少一种。

优选地，所述树脂为酚醛树脂或改性酚醛树脂。

优选地，所述高硅砂由包括以下重量份数的原料制备得到：

(1)对二氧化硅含量为98％以上的硅砂进行水洗，去除泥污杂质和细粉；

(2)对所述硅砂进行焙烧，得到所述高硅砂。

优选地，步骤(1)中，所述硅砂的细度为40～270目。

优选地，步骤(2)中，所述焙烧的温度为500～800℃；所述焙烧的时间为25～35min。

本发明还涉及所述覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：