[发明专利]一种易溃散覆膜砂及制备方法

说明书

本发明提供一种易溃散覆膜砂，包括如下成分：硅砂、酚醛树脂、固化剂乌洛托品、润滑剂硬脂酸钙、以及易溃散剂；所述易溃散剂包括氧化钙和聚丙烯酸盐，且所述易溃散剂是所述硅砂重量的0.01‑0.05％。在铸造中在将高温金属液注入型腔后，使用本发明提供的易溃散覆膜砂制成的砂芯能够轻微膨胀，破坏砂粒之间的连接桥，解决了常规覆膜砂在生产大型铸铝铸件时溃散困难的问题。

技术领域

本发明涉及覆膜砂领域，具体涉及一种易溃散覆膜砂及其制备方法。

背景技术

我国新能源汽车的迅速发展，要逐步实现高端零部件从进口到国产化的转变，对国内铸造企业的机遇和挑战，而汽车轻量化是一种坚定不移的趋势，而对于汽车轻量化来说，镁铝合金材料的使用必不可少。

有色金属镁铝合金铸件的浇注温度为750℃左右，铸造最常用的造型材料为覆膜砂热芯，但是对于厚大的铸铝件(比如电机壳、缸盖、支架、桥壳)等来说，砂芯尺寸大，内部覆膜砂仍然是散砂，未能完全固化，浇铸后散砂受热发生固化，造成砂芯内部的散砂强度很高，致使砂芯不能够溃散，造成铸件夹砂缺陷。

例如，公开号为CN 113263133A的发明专利申请中公开了一种易溃散覆膜砂，其特征在于，包括如下质量分数的原料：原砂1000份，低熔点高聚速树脂10-16份，乌洛托品水溶液1.5-2.5份，硬脂酸钙0.7-1.1份，溃散剂1-3份，所述溃散剂包括氯酸钾和二氧化锰。

例如，授权公告号为CN 103521676B中公开了一种铸造用耐高温易溃散覆膜砂，其特征在于，含有以下重量份的组分：原砂97-98份、酚醛树脂2-2.5份、乌洛托品0.3-0.4份、硬脂酸钙0.15-0.2份、无水硫酸铜0.1-0.3份；所述无水硫酸铜的含量为酚醛树脂含量的5％。

这两种易溃散覆膜砂的缺陷在于，溃散剂无水硫酸铜，受高热分解产生有毒的硫化物烟气，不符合绿色制造的要求。溃散剂氯酸钾与二氧化锰反应会生成高锰酸钾，而高锰酸钾在400℃以上则分解并放出氧气，尤其在催化剂二氧化锰的配合下，会和金属粉末等混合而形成爆炸性混合物，材料使用不安全，而且由于在使用过程中会释放出氧气，从而使铸件气孔缺陷增加。

“气孔”，是指在液态金属在冷却凝固过程中，因造型材料粘结剂燃烧生产的气体，或者因金属液气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔，是铸件生产中最常见的缺陷之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种新型的易溃散覆膜砂，包括如下成分：硅砂、酚醛树脂、固化剂乌洛托品、润滑剂硬脂酸钙、以及易溃散剂；所述易溃散剂包括氧化钙和聚丙烯酸盐，且所述易溃散剂是所述硅砂重量的0.01-0.05％。

本发明还提供一种易溃散覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅砂加热至预定温度120℃-150℃，加入到混砂桶中；

(2)将固态酚醛树脂加入到所述混砂桶内，搅拌均匀，利用所述硅砂的余热将所述酚醛树脂溶解并包覆在砂表面，形成酚醛树脂膜；

(3)将固化剂乌洛托品溶液加入到所述混砂桶内，搅拌均匀，用所述硅砂的余热将所述乌洛托品溶液中的水分蒸发掉；

(4)先将高吸水性聚丙烯酸盐加入所述混砂桶内，以吸收混合料中的残余水分；再将氧化钙粉末加入到所述混砂桶内，搅拌均匀，以使氧化钙粉末均匀地混在酚醛树脂膜上；

(5)加入润滑剂硬脂酸钙粉末，搅拌均匀；

(6)最后冷却、包装。

本发明提供的易溃散覆膜砂的制备方法中，乌洛托品溶液中的水分被硅砂的余热蒸发掉，随后加入的高吸水性聚丙烯酸盐能吸收掉混合料中的残余水分。