专利名称：湿态覆膜砂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种湿态覆膜砂及其制备工艺。
覆膜砂具有强度高、发量低、生产铸件尺寸精度高、表面光洁、便于保存等优点，近年来应用日益广泛。目前，覆膜砂可分为干态和湿态两种，干态覆膜砂呈干态颗粒状，具有好的流动性，但其制备时需干燥、破碎，工艺复杂，成本高；现有的湿态覆膜砂(如CN1033743C公开的)具有成本低、生产周期短的优点，但其流动性差，难以形成各部位均致密的型芯，而且其初成型后的湿强度低，射砂头脱开时不能保证型芯的尺寸精度，从而不能满足大批量、高精度铸件生产的要求。
本发明的目的就是克服现有技术的上述不足，提供一种湿态覆膜砂及其制备工艺，提高湿态覆膜砂的湿强度和流动性。
本发明的湿态覆膜砂，其包括原砂，树脂粘结剂，固化剂，该覆膜砂中还包括有机油酯，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01--0.5∶100。
本发明湿态覆膜砂的制备工艺包括如下步骤(1)加热原砂；(2)加入树脂粘结剂，并搅拌均匀；(3)加入固化剂和有机油酯，并搅拌均匀，有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01--0.5∶100。
和现有技术相比，由于加入了有机油酯，提高了湿态覆膜砂的流动性，从而可以获得致密的型芯，此外，由于提高了型芯的紧实度，加之有机油酯具有一定的粘度或粘性，提高了型芯的湿强度。
下面参照实施例详细描述本发明。
本发明的湿态覆膜砂包括原砂，树脂粘结剂，固化剂，此外该覆膜砂中还包括有机油酯，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01-0.5∶100。
所述的树脂粘结剂可以为酚醛树脂，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8-4∶100，固化剂为六亚甲基四胺，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5-20∶100。
湿态覆膜砂中还可以混有耐火微粒，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1-3∶100。
所述的耐火微粒可以为200-360目的粘土、石英粉、石墨粉、锆砂粉、氧化铁粉或者它们的混合物。
所述的有机油酯是指有机油或有机酯，它们可以是硅油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或醋酸乙酯等或者它们的混合物。
该湿态覆膜砂中还可以含有硬脂酸钙，其含量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100。
本发明湿态覆膜砂的制备工艺包括如下步骤(1)加热原砂；(2)加入树脂粘结剂，并搅拌均匀；(3)加入固化剂和有机油酯，并搅拌均匀，有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01--0.5∶100。
所述的固化剂可先于、后于有机油酯加入，或者与有机油酯同时加入。
为了提高型芯的高温性能，在步骤(2)和步骤(3)之间或在步骤(3)之后可加入耐火微粒，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1-3∶100。
所述的耐火微粒可以是粘土、石英粉、石墨粉、镁砂粉、锆砂粉、氧化铁粉或者它们之间的混合物，粒度最好为200--360目。
所述树脂粘结剂可以为酚醛树脂，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8-4∶100，固化剂为六亚甲基四胺，加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5-20∶100。
在步骤(3)之后的最后步骤可以是加入硬脂酸钙润滑剂并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100。
加入润滑剂的方法也可以是，在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100，同时在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100。
此外，可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05-3∶100。在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙的情况下，上述酸的水溶液可以在加入硬脂酸钙之前加入，也可以在加入硬脂酸钙之后加入。
所述的有机油酯是指有机油或有机酯，它们可以是硅油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯等或者它们混合物。
所述的树脂粘结剂中可以含有硅烷偶联剂，以提高树脂的粘结强度。
还可以在加入树脂粘结剂的步骤(2)之后加入硅烷偶联剂，以进一步提高树脂对砂粒的粘结强度。
砂子可以是各种铸造用砂，如硅砂、镁砂、刚玉砂、锆砂、铬铁矿砂、石墨砂，也可以是经各种处理的砂，如水洗砂、酸洗砂、焙烧砂。
所述的树脂粘结剂可以是壳型用酚醛树脂，其以六亚甲基四胺为固化剂。树脂粘结剂也可以是热芯盒用的糠醇改性脲醛树脂(如呋喃I型树脂)，其以酸类或酸性盐(如氯化胺和尿素的水溶液)为固化剂，也可以是糠醇改性酚醛树脂，其以六亚甲基四胺为固化剂。树脂粘结剂也可以是冷芯盒用树脂粘结剂，如呋喃改性树脂或7501型呋喃树脂，其以对甲苯黄酸、硫酸乙脂或磷酸为固化剂。树脂粘结剂还可以是温芯盒用7501型呋喃树脂，其以对甲苯黄酸、硫酸乙脂或磷酸为固化剂。
实施例1湿态覆膜砂包括原砂，树脂粘结剂，固化剂，该覆膜砂中还包括有机油酯，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01∶100。
实施例2
除有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.03∶100外，其它同实施例1。
实施例3除有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05∶100外，其它同实施例1。
实施例4除有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1∶100外，其它同实施例1。
实施例5除有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.3∶100外，其它同实施例1。
实施例6除有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.5∶100外，其它同实施例1。
实施例7除树脂粘结剂为酚醛树脂、其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8-4∶100、固化剂为六亚甲基四胺、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5-20∶100外，其它同实施例1-6。
实施例8除酚醛树脂加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8∶100外，其它同实施例7。
实施例9除酚醛树脂加入量与原砂的比例按重量份数计为2∶100外，其它同实施例7。
实施例10除酚醛树脂加入量与原砂的比例按重量份数计为3∶100外，其它同实施例7。
实施例11
除酚醛树脂加入量与原砂的比例按重量份数计为4∶100外，其它同实施例7。
实施例12除固化剂六亚甲基四胺加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5∶100外，其它同实施例7-11。
实施例13除固化剂六亚甲基四胺加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为15∶100外，其它同实施例7-11。
实施例14除固化剂六亚甲基四胺加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为20∶100外，其它同实施例7-11。
实施例15除在覆膜砂中还含有耐火微粒、其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1-3∶100外，其它同实施例1-14。加入耐火微粒可以提高覆膜砂的耐高温性能。
实施例16除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1∶100外，其它同实施例15。
实施例17除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为0.5∶100外，其它同实施例15。
实施例18除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为1∶100外，其它同实施例15。
实施例19除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为1.5∶100外，其它同实施例15。
实施例20
除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为2∶100外，其它同实施例15。
实施例21除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为2.5∶100外，其它同实施例15。
实施例22除耐火微粒加入量与原砂的比例按重量份数计为3∶100外，其它同实施例15。
实施例23除耐火微粒是为200--360目的粘土、石英粉、石墨粉、镁砂粉、锆砂粉、氧化铁粉或者它们之间的混合物外，其它同实施例15-22。
实施例24除有机油酯为硅油外，其它同实施例1-23。加入硅油的优点是能够同时改善脱模性能，提高制芯的质量和效率。
实施例25在以酚醛树脂为粘结剂的实施例中，在湿态覆膜砂中可含有硬脂酸钙润滑剂，其含量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100。
实施例26制型(芯)工艺(1)加热原砂至90℃-160℃；(2)按照实施例1-13的原料配比向加热的原砂中加入树脂粘结剂并搅拌均匀；(3)加入固化剂和有机油酯并搅拌均匀，得到成品湿态覆膜砂。
其中的各组份及加入量同实施例1-6。
实施例27除固化剂和有机油酯同时加入外，其它同实施例26。
实施例28除固化剂先于有机油酯加入外，其它同实施例26。
实施例29除固化剂后于有机油酯加入外，其它同实施例26。
实施例30除按照实施例15-23的比例在步骤(2)、(3)之间加入耐火微粒外，其它同实施例26-29。
实施例31除加入的有机油酯为硅油外，其它同实施例26-30。
实施例32除加入的有机油酯为邻苯二甲酸二丁酯外，其它同实施例26-30。
实施例33除加入的有机油酯为邻苯二甲酸二辛酯外，其它同实施例26-30。
实施例34除加入的有机油酯为醋酸乙酯外，其它同实施例26-30。
实施例35除在步骤(2)加入酚醛树脂粘结剂、在步骤(3)之后加入硬脂酸钙、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100外，其它步骤同实施例26-34，其他组份和加入量同实施例7-23。
实施例36除在步骤(3)之后加入硬脂酸钙、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3∶100外，其它同实施例35。
实施例37除在步骤(3)之后加入硬脂酸钙、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5∶100外，其它同实施例35。
实施例38除在步骤(3)之后加入硬脂酸钙、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为7∶100外，其它同实施例35。
实施例39在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100，并且在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100，其它同实施例26-34，其他组份和加入量同实施例7-23。
实施例40除在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5∶100外，其它同实施例39。
实施例41除在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为2.5∶100外，其它同实施例39。
实施例42除在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3.5∶100外，其它同实施例39。
实施例43除在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5∶100外，其它同实施例39-42。
实施例44除在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为2.5∶100外，其它同实施例39-42。
实施例45除在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀、其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3.5∶100外，其它同实施例39-42。
实施例46可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05-3∶100，其它同实施例26-45。
实施例47
可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05∶100，其它同实施例46。
实施例48可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1∶100，其它同实施例46。
实施例49可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为1∶100，其它同实施例46。
实施例50可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为2∶100，其它同实施例46。
实施例51可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为3∶100，其它同实施例46。
实施例52除在步骤(2)之后立即加入硅烷偶联剂外，其它同实施例26-51。
为了改善铸件的表面质量，还可以在步骤(3)之后加入适量的氧化铁粉，其加入量与原砂的比例按重量份数计为2∶100左右。
本发明的湿态覆膜砂是以粉状酚醛树脂作粘结剂时，混合树脂时的砂温为90℃-160℃，各步骤混合搅拌的时间根据混制设备的具体条件而定，一般不超过五分钟。为了进一步改善溃散性，在混合树脂之后可以加入适量的尿素或高锰酸钾作为溃散剂。
所述的树脂粘结剂可以是壳型用酚醛树脂，其以六亚甲基四胺为固化剂。树脂粘结剂也可以是热芯盒用的糠醇改性脲醛树脂(如呋喃I型树脂)，其以酸类或酸性盐(如氯化胺和尿素的水溶液)为固化剂，也可以是糠醇改性酚醛树脂，其以六亚甲基四胺为固化剂。树脂粘结剂也可以是冷芯盒用树脂粘结剂，如呋喃改性树脂或7501型呋喃树脂，其以对甲苯黄酸、硫酸乙脂或磷酸为固化剂。树脂粘结剂还可以是温芯盒用7501型呋喃树脂，其以对甲苯黄酸、硫酸乙脂或磷酸为固化剂。
上述参照实施例对发明的描述只是说明性的，而不构成对它的限定。显然，在本发明的基础上可以对发明进行许多变型，但不脱离其实质。
权利要求
1.一种湿态覆膜砂，其包括原砂，树脂粘结剂，固化剂，其特征在于，该覆膜砂中还包括有机油酯，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01-0.5∶100。
2.根据权利要求1所述的湿态覆膜砂，其特征在于，所述的树脂粘结剂为酚醛树脂，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8-4∶100，固化剂为六亚甲基四胺，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5-20∶100。
3.根据权利要求1或2所述的湿态覆膜砂，其特征在于，其中还混有耐火微粒，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1-3∶100。
4.根据权利要求3所述的湿态覆膜砂，其特征在于，所述的耐火微粒为200-360目的粘土、石英粉、石墨粉、锆砂粉、氧化铁粉或者它们的混合物。
5.根据权利要求4所述的湿态覆膜砂，其特征在于，所述的有机油酯是硅油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯或它们的混合物。
6.根据权利要求5所述的湿态覆膜砂，其特征在于，该湿态覆膜砂中还含有硬脂酸钙，其含量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100。
7.一种湿态覆膜砂的制备工艺，其特征在于包括如下步骤(1)加热原砂；(2)加入树脂粘结剂，并搅拌均匀；(3)加入固化剂和有机油酯，并搅拌均匀，有机油酯的加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01--0.5∶100。
8.根据权利要求7所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，所述的固化剂可先于、后于有机油酯加入，或者与有机油酯同时加入。
9.根据权利要求8所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，在步骤(2)和步骤(3)之间或步骤(3)之后可加入耐火微粒，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.1-3∶100。
10.根据权利要求9所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，所述的耐火微粒是200--360目的粘土、石英粉、石墨粉、镁砂粉、锆砂粉、氧化铁粉或者它们之间的混合物。
11.根据权利要求9所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，所述树脂粘结剂为酚醛树脂，加入量与原砂的比例按重量份数计为0.8-4∶100，固化剂为六亚甲基四胺，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为5-20∶100。
12.根据权利要求11所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3-7∶100。
13.根据权利要求11所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，在步骤(2)、(3)之间加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100，并且在步骤(3)之后的最后步骤是加入硬脂酸钙并搅拌均匀，其加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为1.5-3.5∶100。
14.根据权利要求11所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05-3∶100。
15.根据权利要求12所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05-3∶100。
16.根据权利要求13所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，可在步骤(2)和(3)之间加入草酸、盐酸、磷酸或水杨酸的水溶液并搅拌均匀，其浓度为0.0001-10％，其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.05-3∶100。
17.根据权利要求7--16之一所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，所述的有机油酯是硅油、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯或它们的混合物。
18.根据权利要求7--16之一所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，所述的树脂粘结剂中含有硅烷偶联剂。
19.根所权利要求7--16之一所述的湿态覆膜砂制备工艺，其特征在于，还包括在加入树脂粘结剂的步骤(2)之后加入硅烷偶联剂的步骤。
全文摘要
本发明是一种湿态覆膜砂,其包括原砂,树脂粘结剂,固化剂,该覆膜砂中还包括的有机油酯,其加入量与原砂的比例按重量份数计为0.01—0.5∶100。和现有技术相比,由于加入了有机油酯,提高了湿态覆膜砂的流动性,从而可以获得致密、表面光洁的型芯,此外,由于提高了型芯的紧实度,加之有机油脂具有一定的粘性或粘度,从而使型芯具有一定的湿强度。
文档编号B22C1/20GK1274625SQ0010808
公开日2000年11月29日 申请日期2000年6月13日 优先权日2000年6月13日
发明者秦升益 申请人:秦升益