[发明专利]一种覆膜砂及其制备方法

说明书

本发明涉及铸造砂技术领域，具体涉及一种覆膜砂及其制备方法。一种覆膜砂，包括下述原料：原砂、耐高温抗老化剂、树脂、固化剂和润滑剂，所述耐高温抗老化剂为石墨，其用量为原砂总重量的0.01％‑0.03％。通过控制该覆膜砂的制备工艺，可制备得到耐火度高、抗拉强度大和低发气量的、适用于耐热铸钢铸造用的、且保证铸件表面光洁度小于Ra12.5的覆膜砂。另外，使用该产品后，减少了铸造工艺环节，保证了产品的致密性及表面光洁度，提高了产品质量，降低了制造成本，给企业带来更大的经济效益。

技术领域

本发明涉及铸造砂技术领域，具体涉及一种覆膜砂及其制备方法。

背景技术

目前耐热铸钢排气歧管及涡轮箱的生产工艺主要是壳型工艺和铁模覆砂工艺，铁模覆砂工艺需要一次性投入的砂箱数量多，一次性投入较高，涉及产品更改时所有砂箱均需要更改，更改周期长。壳型工艺与铁模覆砂相比，一次性投入少，更改周期短，生产比较简便；但是在生产耐热铸钢排气歧管和涡轮箱等薄壁复杂件时，为保证充型铸件质量，浇注温度高，对覆膜砂的耐火度要求高，普通覆膜砂满足不了其耐火度要求，浇注后会产生化学粘砂等现象。而客户对排气歧管及涡轮箱的外观及内腔光洁度要求很高，特别是涡轮箱，其表面粗糙度要求为80％以上的表面积粗糙度不高于Ra12.5微米。

为消除化学粘砂，提高排气管及涡轮箱的外观质量，需要在砂芯表面浸涂/喷涂水基耐高温涂料；但是在砂芯表面浸涂/喷涂水基涂料时，若手工浸涂不能保证涂料层厚度的一致性，铸件尺寸一致性差，而且涂料易吸潮，产生铸造缺陷；同时为防止铸件产生气孔缺陷，浸涂涂料后的砂芯需要2天内使用。其次涂料中添加有有机物，夏季易发酵失效，同时浸涂/喷涂涂料需要投入涂料搅拌机、涂层表干机、其它配套设施和人力投入，制造成本高。

另外由于覆膜砂芯的特性，若其发气量大，会使铸件的生产中存在气孔等缺陷，产品疏松、缩孔倾向大、材料致密性差，产品质量得不到有效保障。且所选用的原砂的粒度越细，抗拉强度越小，所需的树脂量越多,但覆膜砂的发气量也会越大。反之，若选用粒度大的原砂，虽然可一定程度上减少覆膜砂的发气量，但所得到的覆膜砂的粗糙度大，不适于精密铸件的铸造。此外，若覆膜砂的耐火度小，在浇铸过程中容易出现化学粘砂的现象。

CN 106493283A公开了一种提高覆膜砂强度的原砂表面处理方法，通过对宝珠砂进行酸洗处理后，干燥、加热至140-220℃，降温至130-140℃加入树脂，混砂60-90s；加入硬脂酸钙，混砂40-60s；降温至105-110℃，加入乌洛托品水溶液，混砂40-80s；降温，出料、筛分即得覆膜砂。其中，宝珠砂的粒度为20-200目。经试验，20/40目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为4.49MPa；70/140目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为7.65MPa；100/200目的宝珠砂制得的覆膜砂的常温抗拉强度为11.90MPa，但未公开所制得的覆膜砂的耐火度和发气量，100/200目的宝珠砂制备得到的覆膜砂虽然常温抗拉强度高，但是容易出现发气量大和化学粘砂的问题,产品表面质量和内部缺陷大，不适应耐热铸钢件的制造。

CN 103658506A公开了一种易填充性覆膜砂的制备方法，原砂采用擦洗砂和宝珠砂作为原砂，加热至130-170℃，加入酚醛树脂，混制60s，加入一半量的润滑剂，混制120s；降温至100-110℃，加入固化剂；加入剩下一半量的润滑剂，混制40-50s；降温至80℃以下卸料，破碎、筛分。其中，原砂的粒度为70目、105目或140目。但未公开所制得的覆膜砂的发气量、常温抗拉强度和耐火度，且所采用的原砂的粒度较大，会造成铸件表面粗糙，其耐火度也差，不能用于精密耐热钢铸件制造。