一种铸钢件用石墨树脂砂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铸造造型材料技术领域，具体涉及一种铸钢件用石墨树脂砂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 树脂砂在铸造上的应用日益广泛，尤其在解决一般铸件上的问题上，能起到独特 的效果，具有诸多的优点：如铸件表面光洁、尺寸精度较高，造型效率高，劳动强度低，且节 约能源，提高了铸件的成品率，旧砂回收利用容易等等。随着工业的不断发展，要求铸件向 小余量、薄壁、高精度、高性能、大型复杂、整体化的方向发展，常规的树脂砂很难满足上述 的要求。如由于复杂薄壁铸件的壁厚不均，常规的树脂砂通常采用冷铁来控制凝固顺序，消 除缩孔缩松等铸造缺陷，加大了冷铁的制造时间和费用。复杂薄壁铸件的尺寸精度、形状精 度和表面质量的要求越来越高，常规的树脂砂铸造后需进一步的机加工，增加了生产工序， 成本增加，且常规的树脂砂脱模时如无脱模剂容易造成型腔和型芯表面不光洁，较难修补， 直接影响尺寸精度和表面粗糙度，甚至造成粘砂和砂眼。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种提高铸件表面精度，细化晶粒尺寸，控制凝固顺序减 少缩孔缩松缺陷，且造型后型砂强度高、溃散性好、易脱模的铸钢用石墨树脂砂。
[0004] 为了达到以上目的，本发明的技术方案为：
[0005] -种铸钢件用石墨树脂砂，按质量百分比计：原砂+再生砂100份，鳞片石墨粉 5~20份，改性呋喃树脂1. 5~2. 5份，磺酸类有机固化剂0. 5~1份，以及占树脂量0. 1~ 0. 3 %的硅烷偶联剂。
[0006] 优选地，新砂和再生砂按质量百分比计：新砂占 5~10%，再生砂占90~95%。
[0007] 优选地，新砂中二氧化硅的含量大于等于97%，所述新砂的含水量小于等于 0. 3%，所述新砂的含泥量小于等于0. 3%，灼烧量小于等于4%，所述新砂的粒度为30~ 100目，其中30~50目占新砂70%，50~100目占新砂的30%。
[0008] 优选地，再生砂的含水量小于等于0. 2%，所述再生砂的含耗酸值小于等于5. 5， 灼烧量小于等于1. 5%，所述再生砂的粒度为30~100目，其中30~50目占再生砂的 70%，50~100目占再生砂的30%。
[0009] 优选地，呋喃树脂的密度1. 1~1.3g/cm3,所述呋喃树脂的含氮量小于等于 0. 3%，所述呋喃树脂的含水量小于等于2 %，在20°C时，粘度小于等于80mPa · S，游离醛 小于等于〇. 5%，游离酚含量小于等于5%，含氮小于等于0. 3%，所述呋喃树脂的PH值 7. 0±0· 5〇
[0010] 所述的磺酸固化剂采用国产固化剂，指标型号：GS02。
[0011] 所述地硅烷偶联剂采用KH-550。
[0012] 优选地，石墨颗粒采用天然鳞片石墨，过100目筛。
[0013] -种上述的铸钢件用石墨树脂砂的制备方法，按配方，将新砂和再生砂混合2~4 分钟+鳞片石墨混合3~5分钟+磺酸固化剂混合2. 5~3. 5分钟+呋喃树脂+硅烷偶联 剂混合1. 5~2分钟，即可得所述的石墨树脂砂。
[0014] 与现有的树脂砂相比，本发明通过对成分的配比控制，使得石墨树脂砂具有以下 的优点：可大量利用再生砂，再生砂的回收率可达90%以上；由于石墨的低线性膨胀系数， 抗热变形能力强，热稳定性好，可提高铸件的形状精度和尺寸精度；片状鳞片石墨和不同 粒径组成的石英砂可以减少空隙，提尚铸件的表面质量；石墨的添加可以提尚砂型的导热 系数，细化铸件的晶粒尺寸；石墨的自润滑使脱模更加容易；通过石墨含量的控制，替代冷 铁，调节凝固顺序，防止铸件的缩松缩孔缺陷；型砂强度高、溃散性好。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0016] 实施方案一：
[0017] 原料的准备：
[0018] 新砂：二氧化硅的含量大于等于97 %，含水量小于等于0. 3 %，含泥量小于等于 0. 3%，灼烧量小于等于4%，称取过30~50目的新砂7kg，称取过50~100目新砂3kg。
[0019] 再生砂：含水量小于等于0. 2%，含耗酸值小于等于5. 5,灼烧量小于等于1. 5%， 称取过30~50目的再生砂63kg，称取过50~100目再生砂27kg。
[0020] 鳞片石墨：称取过100目的鳞片石墨5kg。
[0021] 呋喃树脂：称取淄博双德化工有限公司生产的FH-1树脂2kg，红棕色，含氮量0,游 离甲醛小于等于〇· 5%，粘度15mPa · S，PH值6. 5~7,密度1. 1~1. 2g/cm3
[0022] 磺酸固化剂：称取淄博双德化工有限公司生产的GS02固化剂0. 8kg，红棕色液体， 密度1. 2~1. 4g/cm3,按质量分数计，总酸度22~24%，游离酸4. 0~6. 0%，所述磺酸固 化剂的水不溶物的含量小于0. 1%，在20°C时，粘度10~30mPa · S。
[0023] 硅烷偶联剂：称取KH-550硅烷偶联剂2g。
[0024] 制备：
[0025] 将新砂和再生砂混合3分钟+鳞片石墨混合4分钟+磺酸固化剂混合3分钟+呋 喃树脂+硅烷偶联剂混合1. 5分钟，即可得所述的石墨树脂砂。
[0026] 实施方案二
[0027] 原料的准备：
[0028] 新砂：二氧化硅的含量大于等于97%，含水量小于等于0.3%，含泥量小于等于 0. 3%，灼烧量小于等于4%，称取过30~50目的新砂7kg，称取过50~100目新砂3kg。
[0029] 再生砂：含水量小于等于0. 2%，含耗酸值小于等于5. 5,灼烧量小于等于1. 5%， 称取过30~50目的再生砂63kg，称取过50~100目再生砂27kg。
[0030] 鳞片石墨：称取过100目的鳞片石墨10kg。
[0031] 呋喃树脂：称取淄博双德化工有限公司生产的FH-1树脂2kg，红棕色，含氮量0,游 离甲醛小于等于〇· 5%，粘度15mPa · S，PH值6. 5~7,密度1. 1~1. 2g/cm3
[0032] 磺酸固化剂：称取淄博双德化工有限公司生产的GS02固化剂0. 8kg，红棕色液体， 密度1. 2~1. 4g/cm3,按质量分数计，总酸度22~24%，游离酸4. 0~6. 0%，所述磺酸固 化剂的水不溶物的含量小于0. 1%，在20°C时，粘度10~30mPa · S。
[0