本发明属于铸造工业领域，具体地说是涉及一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂及其制备方法。
背景技术：
覆膜砂是在砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。有冷法和热法两种覆膜工艺：冷法用乙醇将树脂溶解，并在混砂过程中加入分子蒸馏单甘酯，使二者包覆在砂粒表面，乙醇挥发，得覆膜砂；热法把砂预热到一定温度，加树脂使其熔融，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加分子蒸馏单甘酯水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂，用于铸钢件、铸铁件。现在汽车的一些主要零部件都是通过覆膜砂进行铸造。
树脂芯砂的发气量大约是粘土砂型的两倍，降低树脂的加入量可以降低发气总量。覆膜砂中含有分子蒸馏单甘酯，分子蒸馏单甘酯受热分解时形成氨气等。由于氨气的化学性质极为活泼，稍微受热极易分解为活性的N和H原子。在铸件浇注的高温下，部分活性的N和H原子被金属液吸收，剩下的大部分N、H迅速结合成稳定的氮气、氢气分子造成气孔，影响产品的质量，而且还会产生有毒气体危害人体健康。
技术实现要素：
本发明的目的是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂，由下列重量份的原料配制而成：电熔镁砂140-160、铬铁矿砂30-40、陶粒砂20-30、玻璃轻石14-16、呋喃树脂3-5、分子蒸馏单甘酯0.5-0.7、亚磷酸铝2-4、硬脂酸钙3-5、球形石英粉8-10、纳米氧化钨3-5、硼化硅5-7、三酚基甲烷三缩水甘油醚2-3、三乙烯四胺0.2-0.4、甲苯磺酸2-4、硫酸甲酯5-7、硫酸2-3、磷酸4-6、甲醇8-10、乙醇6-8、水20-30。
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲苯磺酸、硫酸甲酯和硫酸在温度为65-70℃混合反应50-60min，降温至55-60℃后加入甲醇，保温反应40-50min，然后再加入磷酸、水混合均匀后出料，得到树脂固化剂；
（2）将铬铁矿砂、陶粒砂、玻璃轻石、电熔镁砂混合均匀，粉碎成130-150目颗粒大小，然后加入球形石英粉、纳米氧化钨、硼化硅一起倒入混砂机中干混4-6min，得到混合砂；
（3）将呋喃树脂倒入乙醇中溶解，然后与三酚基甲烷三缩水甘油醚一起倒入混砂机中与混合砂混合3-5min，然后再加入分子蒸馏单甘酯、三乙烯四胺、亚磷酸铝、硬脂酸钙等原料以及步骤（1）制得的树脂固化剂，混合5-8min后出砂，破碎后过筛，即得。
本发明的有益效果：
本发明芯砂物无机原料采用电熔镁砂、铬铁矿砂、陶粒砂、玻璃轻石、球形石英粉、纳米氧化钨、硼化硅等原料相互配合，使制得的芯砂具有优良的耐火性、耐久性、抗热冲击性和耐腐蚀性。本发明中加入的呋喃树脂、亚磷酸铝、三酚基甲烷三缩水甘油醚和三乙烯四胺为芯砂提供良好的粘结性和固化效果，以甲苯磺酸、硫酸甲酯制成的树脂固化剂加快了树脂硬化时间，降低了作业区域空气中的甲醛浓度，有利于工人健康；通过呋喃树脂粘结剂与固化剂的共同作用，提高了自硬砂的强度，并且由于润滑剂硬脂酸钙和分子蒸馏单甘酯的加入，提高了芯砂的透气性，减少了发气量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：电熔镁砂140、铬铁矿砂30、陶粒砂20、玻璃轻石14、呋喃树脂3、分子蒸馏单甘酯0.5、亚磷酸铝2、硬脂酸钙3、球形石英粉8、纳米氧化钨3、硼化硅5、三酚基甲烷三缩水甘油醚2、三乙烯四胺0.2、甲苯磺酸2、硫酸甲酯5、硫酸2、磷酸4、甲醇8、乙醇6、水20。
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甲苯磺酸、硫酸甲酯和硫酸在温度为65-70℃混合反应50-60min，降温至55-60℃后加入甲醇，保温反应40-50min，然后再加入磷酸、水混合均匀后出料，得到树脂固化剂；
（2）将铬铁矿砂、陶粒砂、玻璃轻石、电熔镁砂混合均匀，粉碎成130-150目颗粒大小，然后加入球形石英粉、纳米氧化钨、硼化硅一起倒入混砂机中干混4-6min，得到混合砂；
（3）将呋喃树脂倒入乙醇中溶解，然后与三酚基甲烷三缩水甘油醚一起倒入混砂机中与混合砂混合3-5min，然后再加入分子蒸馏单甘酯、三乙烯四胺、亚磷酸铝、硬脂酸钙等原料以及步骤（1）制得的树脂固化剂，混合5-8min后出砂，破碎后过筛，即得。
实施例2：
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：电熔镁砂150、铬铁矿砂35、陶粒砂25、玻璃轻石15、呋喃树脂4、分子蒸馏单甘酯0.6、亚磷酸铝3、硬脂酸钙4、球形石英粉9、纳米氧化钨4、硼化硅6、三酚基甲烷三缩水甘油醚2.5、三乙烯四胺0.3、甲苯磺酸3、硫酸甲酯6、硫酸2.5、磷酸5、甲醇9、乙醇7、水25。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种火车部件铸造用呋喃树脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：电熔镁砂160、铬铁矿砂40、陶粒砂30、玻璃轻石16、呋喃树脂5、分子蒸馏单甘酯0.7、亚磷酸铝4、硬脂酸钙5、球形石英粉10、纳米氧化钨5、硼化硅7、三酚基甲烷三缩水甘油醚3、三乙烯四胺0.4、甲苯磺酸4、硫酸甲酯7、硫酸3、磷酸6、甲醇10、乙醇8、水30。
制备方法同实施例1。
上述实施例1-3制得的呋喃树脂覆膜芯砂的性能检测结果如下表所示：