[发明专利]一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米沸石改性型砂

说明书

技术领域：

本发明涉及型砂生产技术领域，具体涉及一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米沸石改性型砂。

背景技术：

型砂是在铸造中用来造型的材料，一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30-50％。

通常对型砂的要求是：(1)具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用；(2)良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力；(3)一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力；(4)较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力；(5)高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。

树脂砂由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成。常用的树脂有呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂。用这种型砂制成的砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好、能源消耗少，可用于铸钢、铸铁及铸造有色合金铸件的生产，铸件的表面质量和尺寸精度高，因此树脂砂是一种很有发展前途的造型砂。由于泵体结构复杂，其铸造时对型砂的性能要求比一般简单铸件高，因此急需开发出一种专用于泵体铸造的型砂，以进一步降低生产成本和提高泵体铸件质量。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、性能优异的泵体铸造用呋喃树脂负载纳米沸石改性型砂。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种泵体铸造用呋喃树脂负载纳米沸石改性型砂，由如下质量份数的原料制成：

石英砂90-100份、呋喃树脂8-10份、纳米沸石粉3-5份、莫来石粉12-15份、陶瓷粉8-10份、铝矾土5-8份、木质纤维4-7份、棕榈蜡2-3份、浓硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份；

其制备方法如下：

(1)先将呋喃树脂溶解于乙酸乙酯中，再加入纳米沸石粉和浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理25-35min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80℃烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末，即得改性粘结剂；

(2)将莫来石粉、陶瓷粉和铝矾土加入高速混合机中，升温至50-60℃混合10-15min，再加入石英砂、木质纤维和棕榈蜡，混合10-15min后降温至25-30℃，随后加入改性粘结剂和水，继续混合15-20min，即得混合物料；

(3)将混合物料先于50-60℃烘干机中干燥3-5h，然后升温至90-100℃干燥2-3h，再经粉碎机粉碎，最后过270-400目筛，即得目标型砂。

所述纳米沸石粉使用前先置于70-80℃烘干机中烘干，然后于300-350℃下煅烧2-4h，再于450-500℃下煅烧1-3h，经冷却降温至室温后即可使用。

所述呋喃树脂选自糠醇酚醛树脂、糠醇尿醛树脂中的一种或两种的混合。

本发明的有益效果是：

(1)所用原料易得，工艺简单易行，生产成本较低，适用于工业化生产；

(2)采用负载有纳米沸石的呋喃树脂作为粘结剂，有利于提高型砂的综合性能；

(3)制得的型砂具有较强的耐高温性、耐磨性、流动性、可塑性、透气性和溃散性，适用于泵体及其他多种工件的铸造；

(4)可回收再使用，回收率在90％以上；

(5)所用原料无毒无害，是一种环境友好型造型材料。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

(1)先将8kg糠醇酚醛树脂溶解于10kg乙酸乙酯中，再加入3kg纳米沸石粉和0.5kg浓硝酸，分散均匀后于超声频率22kHz、功率100W下超声处理30min，然后将混合液蒸发浓缩，剩余物于70-80℃烘干机中烘干，最后将其研磨成粒度小于30μm的粉末，即得改性粘结剂；

(2)将12kg莫来石粉、8kg陶瓷粉和5kg铝矾土加入高速混合机中，升温至50-60℃混合15min，再加入90kg石英砂、5kg木质纤维和2kg棕榈蜡，混合10min后降温至25-30℃，随后加入改性粘结剂和25kg水，继续混合15min，即得混合物料；