[發明專利]一種潰散型覆膜砂

在審

• 申請號: 201611156078.8
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108213322A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳旭;施曉峰;鄭章雷
• 申請（專利權）人: 浙江強廣劍精密鑄造股份有限公司
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種潰散型覆膜砂，該潰散型覆膜砂只包括以下質量百分比的原料，原砂30?50％、寶珠砂20?40％、不銹鋼丸20?40％、酚醛樹脂0.3?1％，所述不銹鋼丸直徑大于等于0.1毫米且小于等于2毫米。潰散型覆膜砂的物理性質改變后提升了熱傳導率，從而可以縮短砂芯中心部位溫度上升所需的時間，熱量傳遞速度加快，潰散性能由此得到提升。

技術領域

本發明涉及一種潰散型覆膜砂。

背景技術

針對有色金屬特別是鋁合金鑄件不易清砂而研制的覆膜砂屬于一種潰散型覆膜砂。該覆膜砂在具有較好的強度同時具有優異的低溫潰散性。用它生產鋁合金鑄件時不需要將鑄件重新加熱來清砂，只需要將澆鑄后的鑄件冷卻二十四小時即可振動落砂。現有技術中潰散型覆膜砂的潰散機理基于酚醛樹脂結構中的聯建發生斷裂，使砂粒之間無相互約束而自由流動。也就是潰散型覆膜砂的潰散性能源于覆膜砂中含有的酚醛樹脂的分解過程。酚醛樹脂作為粘結劑使用在覆膜砂中，起到將砂粒連接在一起的作用，使覆膜砂具有可塑性。潰散劑是促使覆膜砂具有潰散性的根本原因。若要覆膜砂中酚醛樹脂徹底分解則需要提供四百多攝氏度以上的溫度，并且能持續兩分鐘作用。

實際生產中，從澆鑄開始到鑄件凝固取出大約需要三分鐘左右，在取出鑄件時砂芯已經沒有散砂存在，砂芯的強度達到了最佳值。鑄件取出后，砂芯還將繼續受到余熱的作用，故砂芯的強度仍然在發生變化。澆鑄后五分鐘左右，砂芯溫度變化給砂芯傳熱帶來的擾動，不足以實現余熱傳遞至砂芯中心部位，原因在于砂芯在隨鑄件一同取出時，溫度開始急劇下降，砂芯內溫度由升高逐漸轉為降低。此時，砂芯內部能夠受熱達到酚醛樹脂分解的深度不超過一厘米，對于型腔狹窄的薄壁件來說，這是不足以使砂芯產生潰散特性，因而，造成現有的適用于鋁合金鑄造的潰散型覆膜砂潰散性能差的技術問題。

目前世界上通用的解決有色金屬鑄造覆膜砂潰散性的方法有三種：第一種是通過降低樹脂添加量，以犧牲強度來實現潰散。這種方法只適合砂芯要求較低的鑄件，無法滿足薄壁復雜鑄件的生產要求。第二種是采用高溫加熱或者高強度機械震動的物理方法實現砂芯潰散。這種方法雖然可以解決薄壁復雜鑄件的生產問題，卻需要消耗大量的能源，也不利于提升生產效率和保護環境，尤其嚴重的是高溫加熱對鑄件的組織和成型精度產生不良影響。第三種是通過研制一種高強度易潰散的樹脂生產易潰散覆膜砂，但是對化工技術要求很高，目前只有少數工業發達國家掌握技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何通過提高覆膜砂的熱傳導率來提高潰散性能的技術問題，獲得一種潰散性能好、綠色環保的潰散型覆膜砂。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：該潰散型覆膜砂只包括以下質量百分比的原料，原砂30-50％、寶珠砂20-40％、不銹鋼丸20-40％、酚醛樹脂0.3-1％，所述不銹鋼丸直徑大于等于0.1毫米且小于等于2毫米。原砂為石英砂，富含二氧化硅，這是覆膜砂的主要原料；寶珠砂是以優質鋁釩土為原料，經煅燒、電熔、造粒、分篩等工藝而制成的，它具有與石英砂相同的使用目的，也是覆膜砂的主要原料，本技術方案通過使用寶珠砂可以克服現有技術中純粹使用石英砂而存在的膨脹系數大、粘砂的問題，同時又能像石英砂一樣起到塑造模型的作用。酚醛樹脂起到粘結劑的作用。不銹鋼丸的作用在于當該潰散型覆膜砂成為砂芯后能夠將鑄件的熱量迅速傳導至砂芯各個部位，這是顯著提高該潰散型覆膜砂的熱傳導率的直接技術手段。由于鋁合金的熔點遠低于不銹鋼的熔點，故可以實現傳導鑄件成形前的最高溫度；不銹鋼丸不僅可以提升潰散型覆膜砂的熱傳導率，還能夠提升潰散型覆膜砂在成型后的支撐強度；使用時可以在澆鑄后五分鐘內將砂芯中心部位的溫度提升至實現酚醛樹脂分解的程度。

由于本申請中的潰散型覆膜砂只包含了四種原料，通過物理方法來提升潰散性，不僅可以避免使用化學添加劑存在的危害、而且可以實現回收重復利用、制取過程只需混合攪拌均勻即可，因此具有明顯的綠色環保作用。

通過長期的模型測算和實驗驗證，得出本申請的技術方案在以下優選的方案在解決技術問題時所帶來的技術效果最為明顯。