一种硅砂表面预处理工艺及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸造用娃砂预处理技术领域，具体涉及一种娃砂表面预处理工艺及其 应用，可W提高冷芯盒制芯法所得砂芯强度。
【背景技术】
[0002] 天然娃砂中二氧化娃含量高，具有耐热性好、粒型规整等特点，是铸造砂型的重要 材料。目前，铸造工业上采用冷芯盒法将树脂作为粘接剂与天然娃砂混合，在固化剂作用下 使铸造混合料硬化得到坚硬的固态铸造砂（芯）型模。冷芯盒制芯法所用娃砂要求较高，因 此在混树脂砂前，通常需要对娃砂进行预处理。现有对原砂预处理的目是改变娃砂的物理 状态，减少娃砂表面的杂质，使之更适合壳型铸造。目前工业生产中常见的预处理有水洗、 擦洗、烘干，改变原砂的表面状态如酸洗，高温赔烧。送些方法存在一些缺陷，水洗法处理后 原砂含泥较高，只能满足普通的铸造需求。酸洗法工艺复杂，且需要耐酸设备，同时酸类亦 昂贵和缺乏。高温赔烧能清除娃砂表面的杂质但赔烧会消耗大量的原料，造成空气污染。冷 芯盒制芯法广泛使用的树脂粘接剂有酪醒树脂、聚异氯酸醋树脂和环氧树脂等。固化后的 砂型模需要有一定的力学强度，W保证搬运或德铸过程中型模不被损坏。目前砂型模提高 强度的方法主要有；1、增加树脂的用量，2、在树脂和天然娃砂混合时添加偶联剂，送些方法 存在一些缺陷，增加树脂用量会使型模的发气量增加，影响铸件表面质量且增加生产成本， 而在树脂和天然娃砂混合时添加的偶联剂并没有添加在树脂和天然娃砂的界面处，降低了 偶联剂的效率，强度增加不显著。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种娃砂表面预处理工艺及其应 用，该工艺采用娃砂表面预处理剂，将其在天然娃砂和树脂混合前对天然娃砂进行预处理， 可W提高砂型模的强度，降低型砂中的树脂加入量，且成本低，能源消耗小，对型砂发气量 影响小。
[0004] 本发明技术方案如下：
[0005] -种娃砂表面预处理工艺，该工艺首先对娃砂（原砂）依次进行水洗和加热烘干 处理，然后在娃砂表面喷涂娃砂表面预处理剂对其进行预处理，经烘干后再通过震动分组 (分级），震开粘接成团的娃砂，从而获得经表面预处理后的娃砂；其中；按重量百分含量 计，所述娃砂表面预处理剂组成如下：
[000引 成膜剂1~5%;
[0007] 偶联剂 0.3 ~1.5%;
[0008] 分散剂 0.2 ~0.7%;
[0009] 溶剂 92. 8 ~98. 5%。
[0010] 所述的成膜剂为水溶性高分子，具体可W为聚己二醇、淀粉和水溶性环氧树脂中 的一种或几种；所述偶联剂为娃焼偶联剂，可W为己氨基Η甲氧基娃焼偶联剂（KH-550)、 γ-缩水甘油離氧丙基Η甲氧基娃焼（KH-560)或y-甲基丙帰醜氧基丙基Η甲氧基娃焼 (ΚΗ-570);所述的分散剂为阴离子表面活性剂，可W为十二烷基礙酸钢、十六烷基礙酸钢、 阴离子聚丙帰醜胺和烷基硫酸钢中的一种或几种；所述的溶剂为水或极性溶剂，极性溶剂 可W为丙丽或己醇。
[0011] 对娃砂（原砂）进行水洗后，娃砂含水量较高，需要进行加热烘干处理，除掉水分。 加热烘干处理后娃砂温度控制在80~11(TC。
[0012] 对娃砂表面喷涂娃砂表面预处理剂时，娃砂的喷涂量根据具体要求设定。处理后 的娃砂带有较高余温，通过余温烘干处理剂中的溶剂，留下有效成分。
[0013] 将经上述娃砂表面预处理工艺获得的娃砂应用于冷芯盒制芯法制备砂芯。
[0014] 本发明的原理是；使用表面处理剂在娃砂表面包覆一层有机薄膜，改变娃砂的表 面化学性质，提高娃砂与树脂的粘接力，使砂芯的强度提高。在溶剂中溶解后的成膜剂能很 好的在娃砂表面铺展。成膜剂需要在加热条件下溶解，加热温度最好在98°C左右。成膜剂 在娃砂表面直接与树脂接触，成膜剂对娃砂的结合力将影响到砂型的力学性能。由于树脂 与成膜剂的结合力比树脂与娃砂的结合力强，所W处理后的砂型（芯）模强度能提高。成 膜剂还可W封堵住娃砂表面的孔隙，减少树脂吸入量。偶联剂在娃砂与树脂之间形成化学 键，提高砂型的强度。分散剂可W增强成膜剂与娃砂的分散性与结合力。
[0015] 本发明的优点如下：
[0016] 1、经过本发明处理后的娃砂，表面包覆一层有机薄膜，改变了娃砂表面的化学性 质。增强树脂与娃砂的粘接力，提高砂芯的强度。同时有机薄膜可W封堵住娃砂表面的孔 隙，可W减少树脂的吸入量，节约生产成本。
[0017] 2、处理后原砂强度明显提高，可W减少砂芯中树脂的加入量，降低生产成本，节约 能源。
【附图说明】：
[0018] 图1为娃砂表面预处理工艺流程图。
【具体实施方式】
[0019] W下结合附图及实施例详述本发明。W下实施例中，所述冷芯盒树脂组分一为酪 醒树脂，所述冷芯盒树脂组分二为聚异氯酸醋。
[0020] 如图1所示，本发明娃砂表面预处理工艺流程为；对天然娃砂水洗处理-加热烘 干-处理剂配置-表面预处理-干燥-震动分级，即原砂加热烘干后，在娃砂出口处增喷涂 设备，对原砂进行表面处理，然后利用原砂加热后的余温烘干原砂上的溶剂。再经过震动分 级，震松粘接成团的原砂。处理后的原砂表面包覆有机薄膜，使树脂与原砂的粘接力增加。 从而提高砂芯的强度。具体工艺如下：
[0021] (1)原砂水洗处理：首先对开采出来的娃砂放入的冲洗设备中进行冲洗，除掉娃 砂表面大部分杂质。
[0022] (2)加热烘干；水洗后的娃砂含水量较高，需要进行加热干燥，除掉水分。出口处 娃砂温度控制在100-120°C。
[002引 做配置处理剂：处理剂的组分及重量百分数为；成膜剂；1 % -5% ;偶联剂： 0. 3% -1. 5% ;分散剂；0. 2% -0. 7% ;溶剂为92. 8% -98. 5%。所述的成膜剂为水溶性高 分子，所述偶联剂为娃焼偶联剂，所述的分散剂为阴离子表面活性剂，所述的溶剂为水或极 性溶剂。按重量分数准确称取各组分并投入到反应蓋中，加热揽拌混匀，加热温度控制在 90-98°C。待固体完全溶解后，揽拌冷却至室温，得到娃砂表面预处理剂，备用。
[0024] (4)增设有机表面预处理：在加热设备出口处增设喷涂设备，将娃砂表面预处理 剂倒入喷涂设备中，对原砂进行有机表面预处理。原砂