[發(fā)明專利]一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510791337.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105234342A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘飛升;李家波;張宇輝;鄧宇輝;葉利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 彰武聯(lián)信金瑩鑄造材料有限公司
• 主分類號(hào): B22C1/00
• 分類號(hào): B22C1/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造生產(chǎn)中的造型材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂及其制備方法。

背景技術(shù)

通過(guò)傳統(tǒng)工藝制備的覆膜砂在被用于鑄造生產(chǎn)中制芯時(shí)，由于在高溫時(shí)的熱穩(wěn)定性差及強(qiáng)度低，使其在澆注生產(chǎn)鑄件的過(guò)程中無(wú)法抵抗砂芯因膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力，導(dǎo)致砂芯開(kāi)裂金屬液滲入使鑄件產(chǎn)生裂紋，同時(shí)還易引起粘砂。這些影響輕者將增加鑄件表面的清理工作，重者導(dǎo)致鑄件報(bào)廢，從而使鑄造過(guò)程中的生產(chǎn)成本上升，生產(chǎn)效率下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂及其制備方法，本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，可以解決現(xiàn)有覆膜砂在高溫時(shí)熱穩(wěn)定差、強(qiáng)度低等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，按重量份數(shù)計(jì)，該覆膜砂組成如下：

本發(fā)明所述覆膜砂組成中，所用硅砂規(guī)格為70/140的烘干砂；所述短切玻璃纖維的長(zhǎng)度在0.1～0.3mm；所述硅烷偶聯(lián)劑為γ―氨丙基三乙氧基硅烷。

本發(fā)明所述覆膜砂按照如下步驟進(jìn)行制備：

(1)將熱塑性酚醛樹(shù)脂溶解于乙醇中，形成熱塑性酚醛樹(shù)脂溶液，再向其中加入短切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑；

(2)將烏洛托品配成水溶液；

(3)將烘干硅砂預(yù)熱到120～135℃，然后加入步驟(1)中熱塑性酚醛樹(shù)脂溶液(已加入短切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑)進(jìn)行混砂60～70s，再加入步驟(2)中烏洛托品水溶液混砂50～55s，最后加入褐煤蠟混砂15～20s即得到所述覆膜砂。

上述步驟(1)中，所得熱塑性酚醛樹(shù)脂溶液中加入短切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑后，靜置1～2h后再使用。

本發(fā)明設(shè)計(jì)原理如下：

本發(fā)明中，短切玻璃纖維作為一種增強(qiáng)相，可以加倍提高酚醛樹(shù)脂粘結(jié)橋的熱穩(wěn)定性和強(qiáng)度；硅烷偶聯(lián)劑的作用是促進(jìn)短切玻璃纖維與酚醛樹(shù)脂的界面相容性；褐煤蠟可以起到潤(rùn)滑劑的作用，增加覆膜砂的流動(dòng)性，同時(shí)它對(duì)短切玻璃纖維具有良好的分散作用，可以提高整個(gè)復(fù)合體系的力學(xué)性能。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明覆膜砂及其制備方法的有益效果為：

1)本發(fā)明覆膜砂的制備工藝簡(jiǎn)單，所用增強(qiáng)材料來(lái)源廣、性價(jià)比高。

2)本發(fā)明覆膜砂在高溫下耐熱時(shí)間長(zhǎng)，膨脹率低。

3)本發(fā)明覆膜砂在高溫下強(qiáng)度損失小，熱穩(wěn)定較好。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。以下實(shí)施例中各成分都按重量份數(shù)計(jì)。

實(shí)施例1

先用0.6份乙醇將1.1份熱塑性酚醛樹(shù)脂溶解成溶液，再往溶液中加入0.8份長(zhǎng)度為0.1mm的短切玻璃纖維和0.04份硅烷偶聯(lián)劑，同時(shí)將0.15份烏洛托品與1份水溶液，將溶液靜置1小時(shí)備用；然后將100份烘干砂預(yù)熱到125℃，加入熱塑性酚醛樹(shù)脂溶液進(jìn)行混砂60s，再加入烏洛托品水溶液混砂50s，最后加入0.12份褐煤蠟混砂16s即可，以上數(shù)據(jù)均為占硅砂的百分比。所得的覆膜砂用樹(shù)脂砂高溫性能測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下：

本實(shí)施例制作的覆膜砂在1200℃高溫下，6秒時(shí)的高溫強(qiáng)度為0.15MPa高溫穩(wěn)定性好，高溫線膨脹率為0.112％。普通方法制備的覆膜砂在1200℃高溫下，6秒時(shí)的高溫強(qiáng)度為0.11MPa，高溫線膨脹率為0.13％。高溫強(qiáng)度提高了36％，高溫膨脹率降低了14％。

實(shí)施例2

先用0.7份乙醇將1.2份熱塑性酚醛樹(shù)脂溶解成溶液，再往溶液中加入0.9份長(zhǎng)度為0.2mm的短切玻璃纖維和0.05份硅烷偶聯(lián)劑，將溶液靜置1.5小時(shí)備用；同時(shí)將0.18份烏洛托品與1.1份水溶液，然后將100份烘干砂預(yù)熱到130℃，加入熱塑性酚醛樹(shù)脂溶液進(jìn)行混砂65s，再加入烏洛托品水溶液混砂53s，最后加入0.13份褐煤蠟混砂18s即可，以上數(shù)據(jù)均為占硅砂的百分比。所制備的覆膜砂進(jìn)行常溫抗拉強(qiáng)度測(cè)試和高溫性能測(cè)試，結(jié)果如下：

本實(shí)施例制作的覆膜砂常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到3.5MPa，1200℃高溫下6秒的高溫強(qiáng)度為0.162MPa，熱膨脹率為0.115％。用傳統(tǒng)的熱法制備的普通覆膜砂，常溫抗拉強(qiáng)度為2.43MPa，1200℃高溫下6秒時(shí)的高溫強(qiáng)度為0.12MPa，膨脹率為0.128％。常溫強(qiáng)度提高了44％，高溫強(qiáng)度提高35％，高溫線膨脹率降低10.15％。

實(shí)施例3