[发明专利]一种二氧化碳硬化冷芯盒制芯组合物及制芯方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，涉及一种二氧化碳硬化冷芯盒制芯组合物及制芯方法。二氧化碳硬化冷芯盒制芯组合物，按重量百分比计，二氧化碳硬化碱性酚醛树脂1.6‑3.0％、非结晶氧化硅0.2‑1.2％、余量为原砂。将所述制芯组合物用混砂机混匀，装入储砂筒，用压缩空气将制芯砂混合制芯组合物射入模具进行成型，而后通过吹气板将CO₂吹入模具型腔内进行吹气硬化，而后起模。本发明二氧化碳硬化冷芯盒制芯砂组合物是在二氧化碳硬化碱性酚醛树脂中加入非结晶氧化硅，树脂中的负离子可与非结晶氧化硅中的正离子发生化学反应，增加连接桥，使树脂膜韧性增加。使树脂加入量降低20～50％、砂芯(型)强度提高50～80％。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及一种二氧化碳硬化冷芯盒制芯组合物及制芯方法。

背景技术

目前制芯技术包括:冷芯盒制芯：吹三乙胺脲烷树脂冷芯盒制芯、吹二氧化硫呋喃树脂冷芯盒制芯、吹甲酸甲酯碱性树脂冷芯盒制芯，冷芯盒模具不需加热，常温制芯。热芯盒制芯，制芯温度180～250℃；覆膜砂制芯，制芯温度270～300℃。以上制芯技术均采用射芯机配专用模具。生产设备复杂，制芯成本高，制芯过程中释放有毒、有味气体，劳动条件差，危害现场人员的身体健康。

1967年吹二氧化碳硬化碱性树脂砂问世。由于树脂加入量高，强度低，没获得大量推广使用。二十世纪八十年代，英国Foseco公司推出Ecolotec2000吹二氧化碳硬化碱性酚醛树脂，树脂加入量2.5％～3.5％，抗拉强度可达0.4～0.5Mpa。使吹二氧化碳硬化碱性酚醛树脂砂获得推广应用。我国多家企业引进并生产二氧化碳硬化碱性酚醛树脂。吹二氧化碳硬化碱性酚醛树脂砂可用于射芯机制芯，也可用于手工制芯，插管吹二氧化碳硬化，应用灵活，方便,吹硬气体无毒、无味。但是，与其他冷芯盒相比，吹二氧化碳硬化碱性酚醛树脂砂树脂加入量高，强度偏低，多雨季节，强度损失更大。提高吹二氧化碳硬化碱性酚醛树脂砂的强度一直是铸造技术领域的研究课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种二氧化碳硬化冷芯盒制芯砂组合物及制芯方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种二氧化碳硬化冷芯盒制芯组合物，组合物按重量百分比计，二氧化碳硬化碱性酚醛树脂1.6-3.0％、非结晶氧化硅0.2-1.2％、余量为原砂。

所述优选，组合物按重量百分比计，二氧化碳硬化碱性酚醛树脂1.8-2.5％、非结晶氧化硅0.2-0.8％，余量为原砂。

所述非结晶型氧化硅为沉淀法获得的白炭黑、热解法获得的白炭黑、硅灰、或锆质气相氧化硅。所述非结晶型氧化硅的技术指标为：SiO₂含量等于、大于85％、比表面积等于、大于：15m2/g。优选为硅灰或锆质气相氧化硅。

沉淀法白炭黑由硅酸钠加硫酸中合，沉淀，洗涤，烘干制得；

热解法白炭黑由四氯化碳在高温炉热解制得；

硅灰是生产硅合金时产生的副产品，从矿业炉烟道中收集的含非结晶氧化硅的微粉；

锆质气相氧化硅是用电炉生产氧化锆时，硅酸锆高温分解，二氧化硅部分还原成一氧化硅，这些硅的氧化物以气态形式从烟道排除，一氧化硅在烟道立刻被氧化成二氧化硅，收集得到锆质气相氧化硅。

硅灰和锆质气相氧化硅是工业副产品。本专利推荐工业副产品的综合利用。

所述原砂包括大林水洗硅砂、擦洗硅砂、围场水洗硅砂这些硅砂二氧化硅含量应大于90％，适合铸铁件和有色合金铸件使用；精选硅砂、福建海砂这些硅砂二氧化硅含量应大于95％适合铸钢件使用。优选地，所述原砂为大林水洗硅砂、精选硅砂。

所述二氧化碳硬化碱性酚醛树脂包括：市售各种铸造用二氧化碳硬化碱性酚醛树脂；