本发明涉及矿物材料技术领域,特别涉及一种高耐热高强度低膨胀的混配芯砂。
背景技术:
现有的芯砂为自然状态下的单一种类的矿砂经过擦洗,筛分后进行使用,其有如下缺点:
1、自然状态下单种类矿砂,性能差异较大,复合功能较差,铸造要求的芯砂不能只有单一方面的优越性能,更需要其具有良好的复合性能;
2、擦洗后的砂子虽然经过筛分,但目前的多为三筛制,或者为四筛制,但不管何种制度,所用的砂子在粒度尺寸上都是在区间内分布,不利于现场对砂子粒度的控制;
3、单一种类的砂子由于其粒度分布不均匀,在制芯时需要加入更多的树脂才内保证其强度,增加树脂的用量,从而增加了制芯成本;
4、传统的制芯用砂,需要用热芯覆膜砂才能获得高耐热高强度低膨胀的性能,但热芯覆膜砂生产效率低;
5、泥分不工艺控制,需要实时监控。
本专利的目的在于提供一种新的芯砂来满足以上需求。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种高耐热高强度低膨胀的混配芯砂。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种高耐热高强度低膨胀的混配芯砂,成分包括100:1.5-1.9质量比的砂分和固化剂,以质量百分比计算,砂分包括70-80%的铬铁矿砂以及余量硅砂;以质量百分比计算,固化剂包括50-60%的聚异氰酸酯、40-50%的酚醛树脂以及0.01-0.02%的三乙胺。
具体的,所述铬铁矿砂为单一粒度砂,粒度直径为40目,砂粒直径为0.6mm;所述硅砂为单一粒度砂,粒度直径为80目,砂粒直径为0.15mm。
混配芯砂的制备方法,步骤包括:将铬铁矿砂、硅砂、聚异氰酸酯和酚醛树脂混合20-40s,出砂后用三乙胺吹1.5-6s,使混合物固化即可。
采用上述技术方案,本发明技术方案的有益效果是:
本发明使用单一粒度,多种类砂进行混配,配置成一种具有高复合性能的冷芯砂,制芯厚度可在3-5mm,提高了制芯生产效率,降低制芯成本,可用来铸造高精度复杂铸件。
具体实施方式
一种高耐热高强度低膨胀的混配芯砂,成分包括100:1.5-1.9质量比的砂分和固化剂,以质量百分比计算,砂分包括70-80%的铬铁矿砂以及余量硅砂;以质量百分比计算,固化剂包括50-60%的聚异氰酸酯、40-50%的酚醛树脂以及0.01-0.02%的三乙胺。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1~6
采用表1的成分表的配方将铬铁矿砂、硅砂、聚异氰酸酯和酚醛树脂混合20-40s,出砂后用三乙胺吹1.5-6s,使混合物固化即可制成厚3-5mm的砂芯并测试耐热度。
表1:
实施例7-10
按照表2所述参数筛选铬铁矿砂和硅砂,按照实施例1的配比配制芯砂,然后进行抗拉强度、膨胀度测试。
表2:
如表1所示,因为铬铁矿砂的主要成分为cr2o3,因此耐热性能好,抗烧结,对铸件有激冷作用,因此混配芯砂的耐热性也高达1900℃以上;硅砂的主要成分为sio2,硅砂耐烧结性能较差,受热有一定的膨胀作用,利用其膨胀作用,填充铬铁矿砂砂粒之间的间隙,可作为铬铁矿砂之间胶链的骨架增加其强度。由表2可以看出采用铬铁矿砂和硅砂制得的芯砂抗拉强度都高达7mpa以上,膨胀度不到0.3。特别是40目铬铁矿砂(砂粒直径为0.6mm)与80目硅砂(砂粒直径为0.15mm)混配制得的芯砂抗拉强度最高而膨胀率最低,性能最优。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。