[發明專利]一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯組合物及制芯方法

在審

• 申請號: 201711401152.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109954837A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 尹德英;金廣明;魏甲;殷行;孔藝博;劉源
• 申請（專利權）人: 沈陽匯亞通鑄造材料有限責任公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/12;B22C1/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明屬于鑄造技術領域，涉及一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯組合物及制芯方法。二氧化碳硬化冷芯盒制芯組合物，按重量百分比計，二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂1.6?3.0％、非結晶氧化硅0.2?1.2％、余量為原砂。將所述制芯組合物用混砂機混勻，裝入儲砂筒，用壓縮空氣將制芯砂混合制芯組合物射入模具進行成型，而后通過吹氣板將CO₂吹入模具型腔內進行吹氣硬化，而后起模。本發明二氧化碳硬化冷芯盒制芯砂組合物是在二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂中加入非結晶氧化硅，樹脂中的負離子可與非結晶氧化硅中的正離子發生化學反應，增加連接橋，使樹脂膜韌性增加。使樹脂加入量降低20～50％、砂芯(型)強度提高50～80％。

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，涉及一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯組合物及制芯方法。

背景技術

目前制芯技術包括:冷芯盒制芯：吹三乙胺脲烷樹脂冷芯盒制芯、吹二氧化硫呋喃樹脂冷芯盒制芯、吹甲酸甲酯堿性樹脂冷芯盒制芯，冷芯盒模具不需加熱，常溫制芯。熱芯盒制芯，制芯溫度180～250℃；覆膜砂制芯，制芯溫度270～300℃。以上制芯技術均采用射芯機配專用模具。生產設備復雜，制芯成本高，制芯過程中釋放有毒、有味氣體，勞動條件差，危害現場人員的身體健康。

1967年吹二氧化碳硬化堿性樹脂砂問世。由于樹脂加入量高，強度低，沒獲得大量推廣使用。二十世紀八十年代，英國Foseco公司推出Ecolotec2000吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂，樹脂加入量2.5％～3.5％，抗拉強度可達0.4～0.5Mpa。使吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂砂獲得推廣應用。我國多家企業引進并生產二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂。吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂砂可用于射芯機制芯，也可用于手工制芯，插管吹二氧化碳硬化，應用靈活，方便,吹硬氣體無毒、無味。但是，與其他冷芯盒相比，吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂砂樹脂加入量高，強度偏低，多雨季節，強度損失更大。提高吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂砂的強度一直是鑄造技術領域的研究課題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術存在的缺陷，提供一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯砂組合物及制芯方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種二氧化碳硬化冷芯盒制芯組合物，組合物按重量百分比計，二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂1.6-3.0％、非結晶氧化硅0.2-1.2％、余量為原砂。

所述優選，組合物按重量百分比計，二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂1.8-2.5％、非結晶氧化硅0.2-0.8％，余量為原砂。

所述非結晶型氧化硅為沉淀法獲得的白炭黑、熱解法獲得的白炭黑、硅灰、或鋯質氣相氧化硅。所述非結晶型氧化硅的技術指標為：SiO₂含量等于、大于85％、比表面積等于、大于：15m2/g。優選為硅灰或鋯質氣相氧化硅。

沉淀法白炭黑由硅酸鈉加硫酸中合，沉淀，洗滌，烘干制得；

熱解法白炭黑由四氯化碳在高溫爐熱解制得；

硅灰是生產硅合金時產生的副產品，從礦業爐煙道中收集的含非結晶氧化硅的微粉；

鋯質氣相氧化硅是用電爐生產氧化鋯時，硅酸鋯高溫分解，二氧化硅部分還原成一氧化硅，這些硅的氧化物以氣態形式從煙道排除，一氧化硅在煙道立刻被氧化成二氧化硅，收集得到鋯質氣相氧化硅。

硅灰和鋯質氣相氧化硅是工業副產品。本專利推薦工業副產品的綜合利用。

所述原砂包括大林水洗硅砂、擦洗硅砂、圍場水洗硅砂這些硅砂二氧化硅含量應大于90％，適合鑄鐵件和有色合金鑄件使用；精選硅砂、福建海砂這些硅砂二氧化硅含量應大于95％適合鑄鋼件使用。優選地，所述原砂為大林水洗硅砂、精選硅砂。

所述二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂包括：市售各種鑄造用二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂；