[发明专利]一种抗变形覆膜砂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗变形覆膜砂及其制备方法，属于覆膜砂技术领域。本发明公开了一种抗变形覆膜砂，所述覆膜砂包括以下质量分数组分：骨料93‑97％、酚醛树脂2‑4％、固化剂0.1‑1.5％、润滑剂0.1‑0.3％、增塑剂0.01‑0.07％；所述骨料为质量比为(15‑20)：1的海南砂和铁砂。本发明还公开了一种抗变形覆膜砂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将预热后的骨料投入混炼设备，加入铁砂混匀后再依次加入酚醛树脂、增塑剂，混合完全后降低设备温度，然后依次加入固化剂、润滑剂，混合均匀后破碎过筛。

技术领域

本发明属于覆膜砂技术领域，涉及一种抗变形覆膜砂及其制备方法。

背景技术

覆膜砂由于具有流动性好、强度适宜、易清理的特点，制出的砂型轮廓清晰，铸件组织致密，因此经常用于铸造领域。但是在覆膜砂生产紧密铸钢件时经常面临粘砂、冷隔、气孔等问题；并且铸件在浇筑过程中有一定的收缩率，当浇注温度较高时，现有的覆膜砂存在强度不足、固化速率低、导热差作用力等导致覆膜砂抗变形性能差的问题，导致不能满足阀体等铸件对覆膜砂抗变形的要求，使铸件的合格率降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种固化速率高、机械强度高、耐高温的抗变形覆膜砂。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种抗变形覆膜砂，所述覆膜砂包括以下质量分数组分：骨料93-97％、酚醛树脂2-4％、固化剂0.1-1.5％、润滑剂0.1-0.3％、增塑剂0.01-0.07％；所述骨料为为质量比为(15-20)：1的海南砂和铁砂。

铁砂的主要成分为四氧化三铁。加入铁砂可以促进形成足够厚度的氧化铁膜，使粘砂层容易从铸件表面剥离脱落，从而避免形成化学粘砂。四氧化三铁在高温条件下使型腔类形成还原性气氛，与铁水中因高温产生的氢气发生反应，减少铸件表面形成皮下气孔缺陷。并且四氧化三铁导热率远远高于硅砂，在覆膜砂中加入四氧化三铁可起到激冷的作用。

铁砂过量会导致：铸件发生化学粘砂，铁砂本身熔点为1595℃，浇入型腔的铁砂温度高达1650℃，铁砂会受到高温融化生产反应，导致铸件不能按照设计形状尺寸成型，铁砂过少会导致：壳型导热慢，铁水凝固慢，未凝固铁水渗入砂粒间隙中，形成机械粘砂；铸件表面氢气孔缺陷比例增加。

作为优选，所述酚醛树脂包括超快聚速型酚醛树脂、高强度型酚醛树脂中的一种或多种。

进一步优选，所述酚醛树脂为超快聚速型酚醛树脂和高强度型酚醛树脂的混合物，超快聚速型酚醛树脂和高强度型酚醛树脂的质量比为1：(0.8-1.4)。

当酚醛树脂为超快聚速型酚醛树脂和高强度型酚醛树脂联用时，因为部分超快聚速树脂为覆膜砂提供聚合反应速度，部分高强度树脂为覆膜砂提供强度指标性能，所以砂型具有较好的硬化速率，且砂型无变形开裂，铸件尺寸准确、无毛刺缺陷。当酚醛树脂为超快聚速型酚醛树脂时，硬化速率比两种树脂联用时更佳，但是因为快聚速树脂制作覆膜砂强度相对比较低，所制备砂型强度不能支撑钢水压力爆箱，导致铸件形状不完整；当酚醛树脂为高强度型酚醛树脂时，强度较大，但因为高强度树脂聚速慢，壳型硬化速率较低，厚大砂型内部位置覆膜砂还未固化，在浇注过程中再次受热软化、固化膨胀产生张力，张力大于砂粒之间粘结力时，导致壳型发生位移变形破裂，铸件尺寸误差大。

作为优选，所述固化剂与酚醛树脂的质量比为1：(6-12)。

固化剂与酚醛树脂的质量比需要控制在1：(6-12)内，若是质量比大于1:12，则会导致覆膜砂固化速度降低；若是质量比小于1:6，则会导致固化剂相对树脂过量，多余六亚甲基四氨不能增加覆膜砂固化速度及强度，成本浪费。

作为优选，所述固化剂为六亚甲基四胺。

进一步优选，固化剂与水混合后加入设备，固化剂与水的质量比是1：(1.5-3)。

作为优选，所述润滑剂为硬脂酸钙。