一种环境友好型铸造覆膜砂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种环境友好型铸造覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石英砂70-75、硬脂酸钙0.2-0.3、玉米芯粉4-6、镁橄榄石砂13-15、水2-3、乌洛托品0.7-1、热塑性酚醛树脂4-6、异丙醇3-5、硅酸盐水泥5-7、硼酸2.5-4、增效剂5-7；本发明在配方中添加无机硅酸盐粘结剂，从而减少酚醛树脂的用量，同样具有良好的粘结性与强度；添加了硼酸，提高产品耐热性；本发明还添加一种特殊工艺制成的增效剂，增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度，表面致密不易开裂变形。本发明制成的产品，能减轻了对环境的污染，减低了生产成本，发气量低，铸件质量高，表面光滑。

权利要求书
1.  一种环境友好型铸造覆膜砂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石英砂70-75、硬脂酸钙0.2-0.3、玉米芯粉4-6、镁橄榄石砂13-15、水2-3、乌洛托品0.7-1、热塑性酚醛树脂4-6、异丙醇3-5、硅酸盐水泥5-7、硼酸2.5-4、增效剂5-7；
所述增效剂由以下重量份的原料制备而成：玉米秸秆4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氢氧化钙1.5-2.5、氯化镁1-2、石墨烯4-5、陶土20-25、锆英粉9-11、邻苯二甲酸二丁酯3-4、水9-12；制备方法如下：将玉米秸秆干燥后粉碎成80-100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀，加入水搅拌均匀，控温在60℃-80℃，保持1-1.5小时，然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20-30分钟，再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯，放入混砂机中湿混20-30秒，出砂后烘干，最后粉碎成200-250目即得。

2.  根据权利要求1所述一种环境友好型铸造覆膜砂，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将石英砂、玉米芯粉、镁橄榄石砂、硅酸盐水泥放入粉碎机中粉碎，过200-300目筛形成混合砂，然后将沸腾炉加热至160℃，开动沸腾炉内风机，缓慢加入混合砂，将混合砂的温度加热到140℃-150℃；
（2）将加热后的混合砂放到混砂机内，保持160℃恒温，在混碾的同时加入0.6倍量的热塑性酚醛树脂，继续混碾70-80秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树脂；
（3）将硼酸、乌洛托品溶于水与异丙醇混合形成混合液，然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中，继续热态下混碾75-85秒后，再加入剩余量的混合液，继续混碾10-20秒；
（4）关闭混砂机加热管，吹入冷风冷却混合砂，降温至100℃左右时均匀地加入其余剩余成分，混和30-35秒，然后出砂到破碎机中，风冷至40℃-60℃时破碎，过筛至冷却器中，风冷到35℃以下，出砂装袋备用。

说明书一种环境友好型铸造覆膜砂及其制备方法
技术领域
本发明涉及型砂技术领域，特别是一种环境友好型铸造覆膜砂及其制备方法。
背景技术
覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。近年来广泛使用的是热法用覆膜砂的生产工艺，即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，加乌洛托品水溶液及润滑剂，冷却、破碎、筛分得覆膜砂。由于覆膜砂具有强度高、发气量低、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。现有制备铸造用覆膜砂的粘结剂多为树脂，而有机树脂有气味，在铸造生产的整个过程中，从混砂、制芯、浇注、清理到废砂处理都会对环境造成不良影响。多数无机树脂为石油的衍生产品，属于不可再生资源，成本也较高。
本发明在配方中添加无机硅酸盐粘结剂，从而减少酚醛树脂的用量，同样具有良好的粘结性与强度，还添加了硼酸等提高耐热温度的成分。本发明通过研究，还添加一种增效剂对普通覆膜砂进行改性，该增效剂内含透气良好的玉米秸秆、陶土，散热快的石墨烯等成分，通过特殊工艺制成，增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度，表面致密不易开裂变形。本发明制成的产品，能减轻了对环境的污染，减低了生产成本，发气量低，铸件质量高，表面光滑。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好型铸造覆膜砂及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种环境友好型铸造覆膜砂，由下列重量份的原料制成：石英砂70-75、硬脂酸钙0.2-0.3、玉米芯粉4-6、镁橄榄石砂13-15、水2-3、乌洛托品0.7-1、热塑性酚醛树脂4-6、异丙醇3-5、硅酸盐水泥5-7、硼酸2.5-4、增效剂5-7；
所述增效剂由以下重量份的原料制备而成：玉米秸秆4-6、淀粉2-3、水玻璃3-5、氢氧化钙1.5-2.5、氯化镁1-2、石墨烯4-5、陶土20-25、锆英粉9-11、邻苯二甲酸二丁酯3-4、水9-12；制备方法如下：将玉米秸秆干燥后粉碎成80-100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀，加入水搅拌均匀，控温在60℃-80℃，保持1-1.5小时，然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20-30分钟，再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯，放入混砂机中湿混20-30秒，出砂后烘干，最后粉碎成200-250目即得。
本发明所述一种环境友好型铸造覆膜砂，由以下具体步骤制成：
（1）将石英砂、玉米芯粉、镁橄榄石砂、硅酸盐水泥放入粉碎机中粉碎，过200-300目筛形成混合砂，然后将沸腾炉加热至160℃，开动沸腾炉内风机，缓慢加入混合砂，将混合砂的温度加热到140℃-150℃；
（2）将加热后的混合砂放到混砂机内，保持160℃恒温，在混碾的同时加入0.6倍量的热塑性酚醛树脂，继续混碾70-80秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树脂；
（3）将硼酸、乌洛托品溶于水与异丙醇混合形成混合液，然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中，继续热态下混碾75-85秒后，再加入剩余量的混合液，继续混碾10-20秒；
（4）关闭混砂机加热管，吹入冷风冷却混合砂，降温至100℃左右时均匀地加入其余剩余成分，混和30-35秒，然后出砂到破碎机中，风冷至40℃-60℃时破碎，过筛至冷却器中，风冷到35℃以下，出砂装袋备用。
本发明的优异效果是：本发明在配方中添加无机硅酸盐粘结剂，从而减少酚醛树脂的用量，同样具有良好的粘结性与强度；添加了硼酸，提高产品耐热性；本发明还添加一种特殊工艺制成的增效剂，增强了覆膜砂的流动性、透气性、散热性以及强度，表面致密不易开裂变形。本发明制成的产品，能减轻了对环境的污染，减低了生产成本，发气量低，铸件质量高，表面光滑。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种环境友好型铸造覆膜砂，由下列重量份（公斤）的原料制成：石英砂70、硬脂酸钙0.2、玉米芯粉4、镁橄榄石砂13、水2、乌洛托品0.7、热塑性酚醛树脂4、异丙醇3、硅酸盐水泥5、硼酸2.5、增效剂5；
所述增效剂由以下重量份（公斤）的原料制备而成：玉米秸秆4、淀粉2、水玻璃3、氢氧化钙1.5、氯化镁1、石墨烯4、陶土20、锆英粉9、邻苯二甲酸二丁酯3、水9；制备方法如下：将玉米秸秆干燥后粉碎成100目的粉末与陶土、淀粉混合搅拌均匀，加入水搅拌均匀，控温在60℃-80℃，保持1小时，然后加入除水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯之外的其余剩余成分，混合20分钟，再加入水玻璃、邻苯二甲酸二丁酯，放入混砂机中湿混20秒，出砂后烘干，最后粉碎成200目即得。
本发明所述一种环境友好型铸造覆膜砂，由以下具体步骤制成：
（1）将石英砂、玉米芯粉、镁橄榄石砂、硅酸盐水泥放入粉碎机中粉碎，过200目筛形成混合砂，然后将沸腾炉加热至160℃，开动沸腾炉内风机，缓慢加入混合砂，将混合砂的温度加热到140℃-150℃；
（2）将加热后的混合砂放到混砂机内，保持160℃恒温，在混碾的同时加入0.6倍量的热塑性酚醛树脂，继续混碾75秒后再加入剩余量的热塑性酚醛树脂；
（3）将硼酸、乌洛托品溶于水与异丙醇混合形成混合液，然后将混合液的70%缓慢加入到混砂机中，继续热态下混碾80秒后，再加入剩余量的混合液，继续混碾10秒；
（4）关闭混砂机加热管，吹入冷风冷却混合砂，降温至100℃左右时均匀地加入其余剩余成分，混和30秒，然后出砂到破碎机中，风冷至40℃-60℃时破碎，过筛至冷却器中，风冷到35℃以下，出砂装袋备用。
本实施例覆膜砂的性能测试如下 ：常温抗弯强度为6.0MPa，热态抗弯强度为3.1MPa，灼烧减量2.5%，熔点为99℃。