[发明专利]一种流动性好的高熔点覆膜砂

说明书

本发明公开了一种流动性好的高熔点覆膜砂，属于覆膜砂制造技术领域。本发明首先在石英砂中按一定比例掺杂碳纳米管、纳米氧化钇与铬矿砂混合制得一种混制骨料，所得混制骨料耐火度高、挥发物少、强度高，且制备方法简单、价格较低。将该混制骨料与粘结剂、固化剂、润滑剂加热混砂，制得一种流动性好的高熔点覆膜砂，本发明有效解决了常规覆膜砂粘砂、变形、热裂、气孔等铸造缺陷，制备方法简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于覆膜砂制造技术领域，具体涉及一种流动性好的高熔点覆膜砂。

背景技术

覆膜砂造型法于1944年由德国的J.Croning发明，日本于1953年引进推广。发明初期，是将粉末状的酚醛树脂和硬化剂混合进硅砂形成的；后发展成用热塑性酚醛树脂加潜伏性固化剂(六亚甲基四胺)和润滑剂通过一定的覆膜工艺配制成覆膜砂，当覆膜砂受热时包裹在砂粒表面的树脂熔融，在六亚甲基四胺分解出的亚甲基的作用下，熔融的树脂由线性结构迅速转变成不熔融的体型结构，从而使覆膜砂固化成型。

然而，现有覆膜砂制备工艺中，因为一般采用酚醛树脂为粘结剂，虽然酚醛树脂的粘结性能良好，但是其粘度较大，这会导致覆膜砂流动性较差从而影响后续铸件的加工性能及精密性；此外，酚醛树脂的耐热性较差，其会导致覆膜砂高温下易变形，造成粘砂、热裂、气孔等缺陷；因此，研制一种高熔点且流动性好的覆膜砂是有必要的。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供了一种流动性好的高熔点覆膜砂，具体是通过如下技术方案实现的：

一种流动性好的高熔点覆膜砂，所述覆膜砂原料按重量份数计包括以下组分：

混制骨料200份，

热塑性酚醛树脂6-11份，

偶联剂0.3-0.55份，

乌洛托品0.5-0.8份，

润滑剂0.8-0.9份。

进一步地，所述混制骨料制备原料包括石英砂、铬矿砂、碳纳米管、氧化钇。

进一步地，所述铬矿砂为石英砂质量的12％-17％，碳纳米管为石英砂质量的1.4％-3.0％，氧化钇为石英砂质量的6.5％-8.4％。

进一步地，所述铬矿砂中Cr₂O₃的含量不低于48％，Fe₂O₃含量不高于19％。

进一步地，所述石英砂与铬矿砂AFS粒度均为55-65。

铬矿砂有较好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等发生反应，实际生产加工中，铬矿砂可以有效避免热化学粘砂；另外，在熔融金属浇铸过程中，铬矿砂本身会发生固相烧结，降低熔融金属的渗透，可防止机械粘砂。铬矿砂中铬、铁元素比例是影响其性能的关键因素，结合本发明制备工艺体系，本发明选择Cr₂O₃的含量不低于48％，Fe₂O₃含量不高于19％的铬矿砂作为原料制备骨料，使得最终制备的覆膜砂粘砂缺陷显著降低。

进一步地，所述碳纳米管混制前需进行预处理：按质量体积比(g/mL)1：20将碳纳米管与酸溶液混合，加热至70-110℃超声并磁力搅拌，冷凝回流3h后洗涤过滤干燥。

进一步地，所述酸溶液为质量分数75％的硫酸与质量分数60％的硝酸按体积比1：1.6-1.8配制。

进一步地，所述混制骨料的制备方法为：按配比称取混制骨料各原料，取铬矿砂与碳纳米管以800-1200r/min转速混合搅拌10min，随后将所得混合物加至事先于900℃煅烧2h的石英砂中，以1500-2500r/min转速混合搅拌50min后加入氧化钇继续搅拌20min即得。