[发明专利]呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械零部件铸造工艺领域，具体涉及一种防烧结的造型 工艺方法。

背景技术

目前铸造领域普遍采用的造型方法有：以粘土为粘结剂的型砂造型、 以水玻璃为粘结剂的型砂造型、以树脂为粘结剂的型砂造型。造型时按 造型情况分为面砂、背砂和单一砂。面砂是指特殊配制的在造型时铺覆 在模样表面上构成型腔表面层的型砂，背砂是在模样上覆盖在面砂背后， 填充砂箱用的型砂。一般中小件造型时，往往不分面砂与背砂而只用一 种型砂，称为单一砂。一直以来不管是面砂，还是背砂，所用原砂都为 同一种砂，只是混制工艺或加入的辅料不同。对于大型船舶用柴油机来 说，气缸体毛坯重量达1.2吨，在铸造时，由于还没有形成流水线生产， 造型时采用人工造型，以树脂为粘结剂的型砂造型，原砂为铸造用的普 通硅砂。铸件浇注后发现在铸件外型加强筋等过热部位烧结严重，有的 无法清理只能报废，轻微烧结的每台6缸气缸体一个清理工要清理2天 才能把外型的烧结部位打磨掉，生产效率极低，工人劳动强度大，产品 质量难以提高，大型气缸体铸件无法实现批产，影响开发和生产船舶用 柴油机的进度。

发明内容

针对现有造型材料的不足，本发明解决了铸造大型气缸体铸件常遇 到的铸型表面加强筋等热节部位的烧结问题，本发明方法利用原有设备， 进行工艺优化调整，可以获得所需铸件的表面质量，生产成本低。

本发明呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂工艺方法包括如下内 容：面砂、背砂均是呋喃树脂砂，造型时在外型热节部位(如加强筋处) 加面砂，其余填背砂。

本发明方法中，面砂的原砂选用耐高温的特种砂，特种砂的主要化 学成分为a-AL₂O₃≥85％，耐火度≥1800℃。采用辗轮式混砂机混砂，面 砂的混砂工艺如下：特种砂+粘结剂→混一分钟+固化剂→混40～60秒→ 出砂。

本发明方法中，背砂的原砂为硅砂，硅砂烧结点≥1300℃。背砂采 用全自动加硅砂、粘结剂、固化剂的固定式双臂树脂砂混砂机混砂，该 混砂机的特点是设定各种材料的配比后即可一边混砂一边造型，混砂时 间不用设定，混砂机的混砂效率为20吨/小时。

本发明方法中，面砂和背砂的材料配比为：按特种砂或硅砂为100 重量份计，粘结剂为1.5～1.8份，固化剂占粘结剂重量的30％～40％，即 按如下表配制混砂：

 

材料名称新砂粘结剂固化剂(磺酸)加入比例(重量％)1001.5～1.8(占砂重)30～40(占树脂重)

其中粘结剂为低氮呋喃树脂，粘度10～20mpa.s，含氮量(重量) <3％。

固化剂为磺酸，总酸含量(重量)23％～27％，游离酸(重量)4 ％～10％，粘度(20℃)10～30mPa.s。

本发明突破了面砂、背砂只使用单一砂的传统造型方法，选用耐高 温的特种砂作面砂，可防止铸件出现烧结铸造缺陷，铸件粗抛后表面质 量优于同等条件下采用单一砂为原砂造型的铸件表面质量。本发明可用 于各种牌号的大型灰铸铁铸件，操作简单，成本低，具有很高的使用价 值。

具体实施方式

1、原材料的选用(涉及百分含量为重量百分含量)

(1)特种砂