[发明专利]一种高温稳定型覆膜砂

说明书

本发明公开了一种高温稳定型覆膜砂，属于铸造材料领域。本发明以聚乳酸、硬脂酸镧等为原料，结合后续的纳米粒子作用相互联结，形成具有纳米微孔的空间网状结构，改善覆膜砂的成型效果。以三种纳米粒子为纳米料进行超声分散、酸混作用，提高分散效果，纳米TiO₂的加入，能够在受到外界压力作用时，吸收大量塑性形变能，改善了所制覆膜砂的柔软性，增大了壳型的挠度，提高了高温抗压强度。在共混过程中，无机‑有机组分间相互作用，使得覆膜砂内部形成致密的隔气层，受到高温作用时能够减少对本覆膜砂内部的影响。本发明解决了目前常用覆膜砂存在高温抗压强度较低，制备过程中容易出现覆膜砂脱壳、结块的问题。

技术领域

本发明属于铸造材料领域，具体涉及一种高温稳定型覆膜砂。

背景技术

覆膜砂是指造型前在砂粒表面覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。其常用的覆膜工艺有冷法和热法两种工艺。冷法是将树脂用乙醇溶解，加入原砂进行混碾，并在混砂过程中乙醇挥发，随后加入固化剂六亚甲基四胺，使二者包覆在砂粒表面，得覆膜砂。由于冷法覆膜工艺生产效率极低，目前广泛采用的是热法，其工艺要点是，在混砂机中，把预热到一定温度的原砂与热塑性酚醛树脂接触，使其熔融，并使树脂包覆在砂粒表面，随后顺次加入固化剂及润滑剂，冷却、破碎、筛分得成品覆膜砂。

覆膜砂主要采用优质精选天然石英砂为原砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品及增强剂为原料。根据用户的不同技术需求，在固化速度、脱膜性、流动性、溃散性、铸件表面光洁度、储存等方面适当调整配比。覆膜砂可以广泛用于汽车缸体、缸盖、各类管件、泵体等复杂铸件的生产。若铸件的浇注温度高，铸件容易出现烧结和脉纹的缺陷，从而严重影响铸件内腔及外观的表面质量，铸件清理困难甚至造成产品报废，导致铸件产品的不良率居高不下；同时铸钢及高合金铸铁件在冷却凝固过程中收缩快、收缩量大。

目前覆膜砂厂家主要采用提高酚醛树脂加入量、添加耐高温添加剂、偶联剂来提高产品的耐火度，来克服铸钢及高合金铸铁件浇注温度的特点，但效果远达不到客户对铸件产品的品质要求，随着树脂量加入量提高，覆膜砂受热时释放的气量会迅速增加，极易造成铸件气孔缺陷。现有的覆膜砂产品采用沙漠的风积砂或者海砂为骨料，在铸造过程中远远满足不了铸钢及高合金铸铁件浇注温度高、收缩快、收缩量大、同时又需要覆膜砂本身强度高、发气量小的特点。而且覆膜砂品类中没有激冷效果及高的透气性，往往造成铸件开裂及表面气孔缺陷而报废；另外，现有的覆膜砂产品大多采用一般普通的硅砂，砂芯的抗拉、抗弯强度低、而发气量高，因此会造成漂芯(砂芯在铁水浮力作用下，发生移位、变形等问题)、铸件变形及铸件气孔缺陷而报废。

另外，覆膜砂与其它粘结剂砂对比后具有以下优点：粘结强度最高，特别适合于制造壳型或壳芯、且便于保存，可大幅度地节约原砂和粘结剂等，尤其适用于高尺寸精度、低表面粗糙度的铸钢、铸铁和有色合金件铸件的大批量生产，近年来应用日益广泛。

过去用覆膜砂制的型或芯，在浇注及落砂后，这些旧砂都作为废砂弃掉，从未作再生处理。近年来，提倡绿色铸造，为减少环境污染，节约原砂资源，提高企业经济和社会效益，国内部分铸造企业开始对覆膜砂废砂进行再生回用。其回用工艺大多采用热法，即对浇注及落砂后的覆膜砂废砂，进行碎碎、筛分、磁选处理，然后进入热法再生装置，废砂经过700℃以上的高温，使其表面的粘结剂膜烧失，然后再对其进行抽风去粉尘，再降温到适合混制覆膜砂的130~150℃的温度，得到再生原砂。以此再生原砂为耐火骨料，再采用上述的热法覆膜工艺进行混制覆膜砂，从而达到废砂的回收再利用目的。采用覆膜砂热法再生工艺，将废砂加热到700℃以上和降低到150℃以下，均需要消耗大量的能量，且生产效率低。

目前的覆膜砂存在高温抗压强度较低，制备过程中容易出现覆膜砂脱壳、结块等缺点，不能满足现有生产的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用覆膜砂存在高温抗压强度较低，制备过程中容易出现覆膜砂脱壳、结块的问题，提供一种高温稳定型覆膜砂。