一种复合型的覆膜砂及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种制芯用的复合型覆膜砂及其制备工艺。
背景技术
铸造业是机械制造业最大的基础行业，铸造质量的好坏直接影响到机械产品质量的高低。覆膜砂是壳型精密铸造法用造型材料，具有保存性好，生产的铸件尺寸精度高和表面光洁等特点，可用于铸钢、铸铁、合金铸件和有色金属铸件的生产。覆膜砂通常以石英砂为原砂，辅以粘结剂和固化剂配制而成。现有技术中已公开了此类工艺。
中国专利93116639中公开了一种覆膜砂的制造工艺，其包括八个步骤。该工艺中，不仅加入上述成分，还加入一定量的酸性水溶液，增塑剂或偶联剂等。
目前的覆膜砂及其制造工艺存在的问题是，覆膜砂制作的热芯在浇注铸件，尤其是泵体、缸体、阀体类铸件过程中，由于受热，砂粒发生膨胀，膨胀的应力达到一定值时，热芯的局部就会出现裂纹。因而，在浇铸时，金属液进入裂纹形成毛刺类缺陷，一般成薄片状，从铸件本体向芯内延伸。薄片厚度从零点几毫米到数毫米不等。这些毛刺类缺陷往往因修磨难度大，或修磨后的铸件内表面凹凸不平而造成铸件壁厚减薄，而使铸件成为废品。如铸件是泵体，则泵体内流体通道的毛刺经常修不到或修不彻底，阻碍液体流动，使泵性能受到影响。
本发明的目的在于提供一种新的制芯用的覆膜砂及其制备工艺，以克服现有技术的不足。
【发明内容】
本发明的目的之一是提供一种新的制芯用地复合型覆膜砂，包括原砂、粘结剂、固化剂，该覆膜砂还包括焦炭粒，其加入量在覆膜砂中与原砂之重量比为2-6％。具体焦炭粒的掺入比例可根据覆膜砂制作的铸件不同而变化。
在本发明中，所用的粘结剂为本领域常用的那些，例如可以是酚醛树脂，加入量与焦炭粒的比例按重量份数计为2-5∶100。固化剂为本领域普通技术人员所掌握的那些，乌洛托品(六亚甲基四胺)为优选的固化剂，其加入量与粘结剂的比例按重量份数计为10-25∶100。
在本发明的一优选实施方案中，覆膜砂还进一步包括润滑剂，本领域普通技术人员很容易掌握润滑剂的类型和用量。优选使用硬脂酸钙，其加入量与粘结剂的比例按重量份数计为3-7∶100。
本发明的另一目的是提供制造覆膜砂的方法，该方法包括将一定量的焦炭粒和原砂覆膜的步骤。
在本发明的一优选实施方案中，所述制造覆膜砂的方法包括将焦炭粒先行覆膜的步骤。
在本发明的一具体方案中，其步骤如下：
a)将焦炭粒加热到150℃左右，和与焦炭粒重量比为2-5∶100的粘结剂混合，然后加入与粘结剂重量比为10-25∶100的固化剂，混匀，制得覆膜焦炭粒；
b)将步骤a)得到得覆膜焦炭粒加入到加热到150℃左右的已覆膜的原砂中，混匀，过筛。
与现有技术相比，本发明常规的覆膜砂中加入了一种新成分焦炭粒，通过焦炭粒类在热芯中形成缓冲空间。当芯砂在浇铸受热膨胀时，所形成的应力被焦炭粒吸收，使热芯不会造成芯体开裂，从而避免了毛刺的发生。这样提高了覆膜砂的稳定性，耐高温，抗压，粘结剂用量减少，成本降低，获得致密、表面光洁的铸件。
本发明的优选实施方案
下面参照具体实施例详细描述本发明。
实施例1
1)筛选焦炭粒，粒度为0.5mm。
2)将焦炭粒加热到160℃，待冷却到140℃时加入酚醛树脂，加入量与焦炭粒的比例按重量份数计为2∶100，开始在混砂机里混炼。
3)1分钟后加入乌洛托品，加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为10∶100。继续混炼2分钟后加入硬脂酸钙，加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3∶100。继续混炼3分钟后再加入硬脂酸钙，加入量与酚醛树脂的比例按重量份数计为3∶100，混匀，然后出混砂机，冷却、破碎、过筛，得到覆膜焦炭粒成品。将该成品单独存放，待向覆膜砂初料中掺入。
4)按一般的覆膜砂制作工艺制作覆膜砂，当从混砂机出来的覆膜砂过筛时，将覆膜焦炭粒成品掺入筛过的覆膜砂中，掺入的比例占覆膜砂初料重量比的2％然后混匀，得到复合型覆膜砂成品。
实施例2
除步骤1)筛选出的焦炭粒的粒度为2mm，步骤2)将焦炭粒加热到170℃，冷却到150℃加入酚醛树脂的量占焦炭粒初料重量比的5％，步骤3)加入乌洛托品的量占酚醛树脂重量比的25％，加入硬脂酸钙的量占酚醛树脂重量比的7％，步骤4)覆膜焦炭粒成品掺入的比例占覆膜砂初料重量比的6％外，其它同实施例1。
实施例3
除步骤1)筛选出的焦炭粒的粒度为1mm，步骤2)将焦炭粒加热到165℃，冷却到145℃加入酚醛树脂的量占焦炭粒初料重量比的3％，步骤3)加入乌洛托品的量占酚醛树脂重量比的15％，加入硬脂酸钙的量占酚醛树脂重量比的5％，步骤4)覆膜焦炭粒成品掺入的比例占覆膜砂初料重量比的4％外，其它同实施例1。
上述实施例和对发明的描述只是说明性的，而不构成对本发明的限制。显然在本发明的基础上，可以对发明技术方案中的技术特征进行多种不脱离本发明实质的等同变换，它们都应属于本发明的范围。