本发明属于铸造技术领域，具体涉及耐高温型覆膜砂的制备方法。
背景技术：
覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂的型砂或芯砂，因其具有强度高、发气量低、生产铸件尺寸精度高、便于保存等优点，近年来在铸钢件、铸铁件、有色金属铸件、3D打印等铸造领域中应用日益广泛。
但是目前的覆膜砂存在耐高温性能低、流动性差、高温耐热时间短等缺点，不能满足现有生产的需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种流动性好、耐热时间长、不易造成砂芯砂射不实、铸件粘砂、脉纹的耐高温型覆膜砂的制备方法，提高覆膜砂的耐高温性能，解决因覆膜砂流动性差、高温耐热时间短而造成的砂芯射不实、粘砂、脉纹等铸造问题。
为实现上述目的，本发明提供了耐高温型覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：加热原砂，待砂温升至140～160℃时将原砂加入混砂机中，然后加入粘结剂混砂搅拌20s～120s后得到粘结剂砂，待粘结剂完全熔化后依次加入耐高温添加剂和润滑剂，继续搅拌使添加剂和润滑剂均匀分散到粘结剂中；
步骤二：待砂温降至90～110℃时加入固化剂并混制20～50s后得到固化剂砂；
步骤三：向固化剂砂中再次加入润滑剂并混砂20～120s，待砂温降至70～80℃时再次加入润滑剂混10～30s出砂获得耐高温型覆膜砂。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述粘结剂的加入重量为原砂总重量的1.0～4.0％，所述耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的5～30％，所述固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的5～20％，所述润滑剂的加入总重量为粘结剂加入重量的2～8％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述粘结剂加入重量为原砂总重量的1.5～3.0％，所述耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的15～30％，所述固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的12～18％，所述润滑剂的加入总重量为粘结剂加入重量的3～6％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述粘结剂加入重量为原砂总重量的2.0％，所述耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的25％，所述固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的15％，所述润滑剂的加入总重量为粘结剂加入重量的5％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述耐高温添加剂包括：选自石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌和磷酸三苯脂中的一种或几种。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述耐高温添加剂包括以下质量百分比的组分：石墨0-93％、氢氧化镁1～10％、氢氧化铝1～10％、三氧化二锑1～30％、硼酸锌1～30％、磷酸三苯脂1～10％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述耐高温添加剂的重量份比例为：石墨60-84％、氢氧化镁3～8％、氢氧化铝3～8％、三氧化二锑1～5％、硼酸锌5～15％、磷酸三苯脂1～5％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述耐高温添加剂包括以下质量百分比的组分：石墨70％、氢氧化镁5％、氢氧化铝5％、三氧化二锑3％、硼酸锌10％、磷酸三苯脂2％。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述耐高温添加剂包括：硬脂酸锌和硬脂酸钙。
本发明公开的上述耐高温型覆膜砂的制备方法，所述润滑剂包括以下质量百分比的组分：硬脂酸锌5～20％和硬脂酸钙80～95％。
本发明具有如下优点：
本发明公开的技术方案中，限制每个步骤的砂温和混砂时间，加入耐高温添加剂解决了覆膜砂在制芯过程中砂芯射不实、覆膜砂耐热时间短造成的粘砂、脉纹、穿芯等问题，加入润滑剂解决混砂结团、长时间储存结块的问题，同时加入润滑剂有助于提高覆膜砂的强度和流动性，有助于良好充型。因此本发明的覆膜砂耐热时间长、流动性好、易充型、可防止铸件粘砂、脉纹和穿芯。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例中的耐高温型覆膜砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：加热原砂，待砂温升至140～160℃时将原砂加入混砂机中，然后加入粘结剂混砂搅拌20s～120s后得到粘结剂砂，待粘结剂完全熔化后依次加入耐高温添加剂和润滑剂，继续搅拌使添加剂和润滑剂均匀分散到粘结剂中；
步骤二：待砂温降至90～110℃时加入固化剂并混制20～50s后得到固化剂砂；
步骤三：向固化剂砂中再次加入润滑剂并混砂20～120s，待砂温降至70～80℃时再次加入润滑剂混10～30s出砂获得耐高温型覆膜砂。
其中，粘结剂的加入重量为原砂总重量的1.5％，耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的15％，固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的12％，润滑剂的加入总重量为粘结剂加入重量的5％。
耐高温添加剂包括：选自石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌和磷酸三苯脂中的一种或几种。
具体选择石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、磷酸三苯脂中的哪种耐高温添加剂需要根据具体实际情况决定，没有优选次序之分。具体的，可选择的耐高温添加剂组成成分及其重量份比例为：石墨60％、氢氧化镁5％、氢氧化铝5％、三氧化二锑10％、硼酸锌20％、磷酸三苯脂5％。
本实施例中，润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙的一种或它们的混合物。其中，润滑剂的组成成分及其重量份比例为：硬脂酸锌10％、硬脂酸钙90％；在添加润滑剂时根据本实施例的比例可以选择一种或者按照本实施例的比例将硬脂酸锌10％和硬脂酸钙90％混合使用。
另外，本实施例中使用的粘结剂为热塑性酚醛树脂，使用的固化剂为乌洛托品。
实施例2
制备耐高温型覆膜砂步骤同实施例1，与实施例1的区别在于各原料组分的配比，区别如下：
粘结剂加入重量为原砂总重量的2.0％,耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的25％，固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的15％，润滑剂的加入总重量为粘结剂加入重量的6％。
耐高温添加剂包括：选自石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌和磷酸三苯脂中的一种或几种。
具体选择石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、磷酸三苯脂中的哪种耐高温添加剂需要根据具体实际情况决定，没有优选次序之分。具体的，可选择的耐高温添加剂组成成分及其重量份比例为：石墨84％、氢氧化镁2％、氢氧化铝2％、三氧化二锑5％、硼酸锌5％、磷酸三苯脂2％。
本实施例中，润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙的一种或它们的混合物。其中，润滑剂的组成成分及其重量份比例为：硬脂酸锌5％、硬脂酸钙95％；在添加润滑剂时根据本实施例的比例可以选择一种或者按照本实施例的比例将硬脂酸锌5％和硬脂酸钙95％混合使用。
另外，本实施例中使用的粘结剂为热塑性酚醛树脂，使用的固化剂为乌洛托品。
实施例3
制备耐高温型覆膜砂步骤同实施例1，与实施例1的区别在于各原料组分的配比，区别如下：
粘结剂的加入重量为原砂总重量的2.5％,所述耐高温添加剂的加入重量为粘结剂加入重量的30％，所述固化剂的加入重量为粘结剂加入重量的20％，所述润滑剂的加入重量为粘结剂加入重量的6％；
耐高温添加剂包括：选自石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌和磷酸三苯脂中的一种或几种。
具体选择石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、磷酸三苯脂中的哪种耐高温添加剂需要根据具体实际情况决定，没有优选次序之分。耐高温添加剂组成成分及其重量份比例为：石墨45％、氢氧化镁5％、氢氧化铝5％、三氧化二锑20％、硼酸锌20％、磷酸三苯脂5％。
本实施例中，润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙的一种或它们的混合物。其中，润滑剂的组成成分及其重量份比例为：硬脂酸锌10％、硬脂酸钙90％；在添加润滑剂时根据本实施例的比例可以选择一种或者按照本实施例的比例将硬脂酸锌10％和硬脂酸钙90％混合使用。
另外，本实施例中使用的粘结剂为热塑性酚醛树脂，使用的固化剂为乌洛托品。
实施例4
对实施例1至3制备的耐高温型覆膜砂分别进行了耐高温性能测试，具体结果见表1所示。
表1耐高温型覆膜砂的耐高温性能测试结果
由表1可见，从上述的实施例1、实施例2和实施例3制备的耐高温型覆膜砂具有耐热时间长、流动性好、易充型、可防止铸件粘砂、脉纹和穿芯等缺陷的特点。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。