[發明專利]一種堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物及制芯方法

有效

• 申請號: 202110987877.4
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113787166B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 尹得英;金廣明;白彥華;殷行;馬爽;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: B22C1/22
• 分類號: B22C1/22;B22C9/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;高笑

本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及一種堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物及制芯方法，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％、堿液0.2?0.6％、非結晶氧化硅0.2?1.2％、余量為原砂，按所述重量百分比，原砂先與堿液混合，再加入非結晶氧化硅混勻，最后加入二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂混勻，將上述混合物加入儲砂斗，用射芯機射入模具型腔，而后將CO₂吹入砂芯型腔內，使砂芯硬化，硬化后起模既得砂型或砂芯；其中，CO₂吹氣壓力為0.1?0.4MPa，吹氣時間為10?60s。本發明堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物混砂時，原砂先與堿液混合，使硅砂砂粒表面的原子與堿液中的Na⁺離子或K⁺離子接觸、碰撞形成化合物或絡合物，改善砂粒表面的活性，實現了樹脂加入量降低、砂芯(型)強度提高的目的。

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及一種堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物及制芯方法。

背景技術

目前冷芯盒制芯技術包括：吹三乙胺脲烷樹脂冷芯盒制芯法、吹二氧化硫呋喃樹脂冷芯盒制芯法、吹甲酸甲酯堿性樹脂冷芯盒制芯法，冷芯盒模具不需加熱，室溫制芯，節省能源，制芯效率高。上述冷芯盒制芯技術吹硬氣體分別為:三乙胺、二氧化硫、甲酸甲酯，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，污染環境，尾氣需安裝洗滌塔進行無害化處理。

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0.4～1.0MPa。吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂冷芯盒無毒無味，深受企業歡迎，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。但是，與其他冷芯盒相比，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，吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂只能生產形狀簡單，截面粗大的砂芯，大型芯、復雜砂芯在起模、搬運、下芯等工序，由于砂芯強度低，易發生砂芯變形或損壞，因此，其應用受到限制。提高吹二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂砂的強度，擴大應用范圍，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冷芯盒技術存在的缺陷，提供一種堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物及制芯方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種堿性酚醛樹脂砂吹二氧化碳冷芯盒組合物，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％、堿液0.2-0.6％、非結晶氧化硅0.2-1.2％、余量為原砂。

優選的，組合物按重量百分比計算，二氧化碳硬化堿性酚醛樹脂1.8-2.5％、堿液0.4-0.5％、非結晶氧化硅0.3-0.8％，余量為原砂。

所述堿液為NaOH水溶液或KOH水溶液中的一種或兩種堿液的混合物，堿液溶質的濃度為35％-45％。堿水溶液為NaOH水溶液與KOH水溶液的混合物，其中，NaOH水溶液占溶液總量的65％-75％，余量為KOH水溶液。

原砂為鑄造用砂為標準砂、天然硅砂、人工硅砂、鋯砂、鎂橄欖石砂、寶珠砂或陶粒砂。

天然硅砂優選大林水洗硅砂、擦洗硅砂、圍場水洗硅砂、擦洗硅砂、彰武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。

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；

所述非結晶氧化硅為沉淀法獲得白炭黑、熱解法獲得白炭黑、硅灰、鋯質氣相氧化硅。