CN114425595A - 一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，属覆膜砂技术领域。一种新的覆膜砂耐火材料，包括石英砂、陶粒砂和铬铁矿砂，粘结剂使用酚醛树脂，固化剂使用乌洛托品水溶液，润滑剂使用硬脂酸钙；使用热法覆膜生产工艺，通过调整加热温度，酚醛树脂、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙加入量，加料时间等，生产出免沾涂料覆膜砂。本发明能取消铸钢覆膜砂芯沾涂料工序，达到提高生产效率，提高铸件表面光洁度的效果，解决了铸钢用覆膜砂耐火度和砂芯表面沾涂料的问题。

Description

一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法
技术领域
本发明涉及覆膜砂技术领域，尤其是涉及一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生 产工艺方法。
背景技术
覆膜砂主要由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂组成，具有适宜的强度， 流动性好，砂芯表面质量好，溃散性好，砂芯抗吸潮能力强等优势，可适用于 生产钢铁金属铸件，也可用于生产非铁合金铸件，是生产汽车铸件的最佳原材 料。铸钢件由于浇注温度高，普通硅砂耐火度低，高温下容易膨胀变形，铸件 粘砂、脉纹缺陷严重。为提高铸钢件表面质量，多采用特种砂或表面沾涂料工 艺生产，若耐火材料使用锆砂、宝珠砂、陶粒砂等特种砂成本较高，砂芯表面 沾涂料，对涂料及沾涂工艺要求极高。因此，改进覆膜砂生产工艺，开发一种 用部分特种砂代替的覆膜砂，既满足铸钢用覆膜砂耐火度问题，又取消沾涂料 工序，同时，节约成本，提高生产效率。
中国专利文献CN202110703491.6公开了一种由再生材料制备铸钢用覆膜砂 的方法，本发明利用铸钢废砂经过再生得到再生砂为骨料，由于再生砂经过热 法+湿法再生，热膨胀系数和含泥量均降至低点，耐高温性能也远优于目前使用 的普通硅砂，能够将废砂循环利用，另外，本发明利用再生过程中产生的废水 和污泥作为原料，通过超声活化后造粒制成耐火剂，耐火剂为圆形颗粒状，具 有良好的流动性和耐高温性能，性能远优于目前公开的添加剂，并且材料环保， 应用于铸钢件生产，提升铸件的质量。但其无法解决砂芯表面沾涂料，对涂料 及沾涂工艺要求极高的问题。
中国专利文献CN202011354792.4公开了一种定位精度高的铸钢用覆膜砂 模具，涉及到覆膜砂模具技术领域，包括上模具、下模具、分别开设于所述上 模具和所述下模具上的上模腔和下模腔，所述上模具的底部开设有一对定位槽， 一对所述定位槽的侧壁上均开设有卡槽，所述下模具的顶部固定连接有一对下 定位销。本发明结构合理，通过设置导向销、导向孔，上模具和下模具实现定 位，减小了上模具和下模具之间移动量，提高了配合速度，下模具上的两个上 定位销和下定位柱穿过上模具上的两个定位槽内，实现上模具和下模具精确定 位，并且限位球滑入卡槽内，减小上模具和下模具之间窜动量，进一步提高了 上模具和下模具合模时配合精度，调高了产品生产质量。但其无法铸件粘砂、 脉纹缺陷严重的问题。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方 法，能取消铸钢覆膜砂芯沾涂料工序，达到提高生产效率，提高铸件表面光洁 度的效果，解决铸钢用覆膜砂耐火度和砂芯表面沾涂料的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，一种新的覆膜砂耐火材料， 包括石英砂、陶粒砂和铬铁矿砂，粘结剂使用酚醛树脂，固化剂使用乌洛托品 水溶液，润滑剂使用硬脂酸钙；使用热法覆膜生产工艺，通过调整加热温度， 酚醛树脂、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙加入量，加料时间等，生产出免沾涂料 覆膜砂。
优选的，利用140/70目石英砂，添加50/100目陶粒砂，添加70/140目铬铁 矿砂作为覆膜砂原砂。
优选的，利用70/140目石英砂，添加70/140目陶粒砂，添加70/140目铬铁 矿砂作为覆膜砂原砂。
优选的,耐火材料使用140/70目石英砂65～75％，50/100目陶粒砂15～ 20％，70/140目铬铁矿砂10～15％；酚醛树脂量为耐火材料的2.5～4％，乌洛托 品为酚醛树脂的14～18％，水为乌洛托品的1.8～2.5倍，硬脂酸钙粉为酚醛树 脂的8～10％。
优选的，耐火材料使用70/140目石英砂65～75％，70/140目陶粒砂15～20％， 70/140目铬铁矿砂10～15％；酚醛树脂量为耐火材料的2.5～4％，乌洛托品为酚 醛树脂的14～18％，水为乌洛托品的1.8～2.5倍，硬脂酸钙粉为酚醛树脂的8～ 10％。
优选的，生产工艺为：
a.将耐火材料按配比称量够，放入上料斗提升至最高处，倒入加热器中，加热 温度设定为130～150℃，使耐火材料在加热器中正转加热。
b.耐火材料温度到达130～150℃时，加热器反转，将砂子反转流入混砂机中， 反转32～35s，砂子放干净为止。
c.在反转25～30s后，砂子即将放完时快速加入酚醛树脂。
d.酚醛树脂加入混碾50～60s后，温度降至105℃到110℃打开风机，倒入乌洛 托品水溶液(乌洛托品：水＝1：1.8～2.5)。
e.乌洛托品水溶液加入后，混碾8～12s，混合料温度急骤下降，混合料很快粘结成固体团块，等到粘结成团块状时关闭风机风门，放入硬脂酸钙粉，混碾40～ 50s，在混砂机快速搅拌的冲击作用下，混合料团块被逐步击碎分散，形成松散 的，表面包覆了树脂膜的成片覆膜砂。
f.砂温降至80℃以下时，打开混砂机卸砂门，将成品的砂子放入震动筛中进行筛分进罐。
g.覆膜砂经检验、包装、入库。
进一步的，铸钢件由于浇注温度高，普通硅砂耐火度低，高温下容易膨胀 变形，铸件粘砂、脉纹缺陷严重。为提高铸钢件表面质量，多采用特种砂或表 面沾涂料工艺生产，若耐火材料使用锆砂、宝珠砂、陶粒砂等特种砂成本较高， 而在使用模具生产铸钢件和铸铁件时，铸造成本成了影响铸造质量的关键因素， 铸造产品的过程中一般都是采用上模与下模合模来完成产品的塑形，现有的模 具在使用过程中，上模与下模在合模过程中定位精度不高，容易产生位移偏差， 导致产品变形甚至损坏，所以一般情况下，铸钢通过改变覆膜砂模具来提高质 量。中国专利文献CN202011354792.4公开了一种定位精度高的铸钢用覆膜砂模 具。
即使采用特种砂，砂芯表面沾涂料，对涂料及沾涂工艺要求极高。因此考 虑到成本和铸造性能，当前一般采用在普通覆膜砂中加入耐高温辅剂的工艺来 生产铸钢件覆膜砂。铸钢覆膜砂的生产实质是将粘结剂均匀包覆在原砂表面的 技术过程，为更好实现粘结剂与原砂粘合，所以原砂的活化处理成为重点工作， 铸钢覆膜砂在传统加工过程添加的固化剂在受热时能够分解为氨气和亚甲基气 体，而氨气分解的氮原子、氢原子容易造成铸钢件产生皮下气孔，成为生产中 的一大难题，中国专利文献CN202110703491.6公开了一种由再生材料制备铸钢 用覆膜砂的方法。
本发明专利提出了一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺：(1)一种新的 覆膜砂耐火材料：石英砂+陶粒砂+铬铁矿砂；(2)粘结剂使用酚醛树脂，固化 剂使用乌洛托品水溶液，润滑剂使用硬脂酸钙；(3)覆膜砂生产工艺：使用热 法覆膜生产工艺，通过调整加热温度，酚醛树脂、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙 加入量，加料时间等，生产出免沾涂料覆膜砂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，改进覆膜砂生产工 艺，开发一种用部分特种砂代替的覆膜砂，既满足铸钢用覆膜砂耐火度问题， 又取消沾涂料工序，同时，节约成本，提高生产效率。
本发明覆膜砂主要由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂组成，具有适宜的 强度，流动性好，砂芯表面质量好，溃散性好，砂芯抗吸潮能力强等优势，可 适用于生产钢铁金属铸件，也可用于生产非铁合金铸件，是生产汽车铸件的最 佳原材料。
本发明能取消铸钢覆膜砂芯沾涂料(包含喷涂、流涂、浸涂、刷涂)工序， 达到提高生产效率，提高铸件表面光洁度的效果。生产出的覆膜砂可以铸造出 表面质量好的砂芯，可以不上涂料，就能够得到比较好的铸钢件表面质量，表 面粗糙度可以达到Ra＝6.3～12.5um，尺寸精度可以达到CT7～CT9级。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保 护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本 发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个 或多个这些细节而得以实施。
实施例1
一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，利用140/70目石英砂，添加 50/100目陶粒砂，添加70/140目铬铁矿砂作为覆膜砂原砂，原砂粒度圆整，耐 火度高，能使铸钢件表面光洁，配合树脂、固化剂、润滑剂加入量调整，形成 一套适用于铸钢件免沾涂料(包含喷涂、流涂、浸涂、刷涂)覆膜砂生产工艺。 原料配比：
耐火材料使用140/70目石英砂65％，50/100目陶粒砂15％，70/140目铬铁 矿砂10％；酚醛树脂量为耐火材料的2.5％，乌洛托品为酚醛树脂的14％，水为乌 洛托品的1.8倍，硬脂酸钙粉为酚醛树脂的8％。
生产工艺：
1将耐火材料按配比称量够，放入上料斗提升至最高处，倒入加热器中，加热 温度设定为130℃，使耐火材料在加热器中正转加热。
2耐火材料温度到达130℃时，加热器反转，将砂子反转流入混砂机中，反转32s，砂子放干净为止。
3在反转25s后，砂子即将放完时快速加入酚醛树脂。
4酚醛树脂加入混碾50s后，温度降至105℃打开风机，倒入乌洛托品水溶液(乌 洛托品：水＝1：1.8)。
5乌洛托品水溶液加入后，混碾8s，混合料温度急骤下降，混合料很快粘结成固 体团块，等到粘结成团块状时关闭风机风门，放入硬脂酸钙粉，混碾40s，在混 砂机快速搅拌的冲击作用下，混合料团块被逐步击碎分散，形成松散的，表面 包覆了树脂膜的成片覆膜砂。
6砂温降至80℃以下时，打开混砂机卸砂门，将成品的砂子放入震动筛中进行 筛分进罐。
7覆膜砂经检验、包装、入库。
本发明提出一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，改进覆膜砂生产工 艺，开发一种用部分特种砂代替的覆膜砂，既满足铸钢用覆膜砂耐火度问题， 又取消沾涂料工序，同时，节约成本，提高生产效率。
本发明覆膜砂主要由耐火材料、粘结剂、固化剂、润滑剂组成，具有适宜的 强度，流动性好，砂芯表面质量好，溃散性好，砂芯抗吸潮能力强等优势，可 适用于生产钢铁金属铸件，也可用于生产非铁合金铸件，是生产汽车铸件的最 佳原材料。
本发明能取消铸钢覆膜砂芯沾涂料(包含喷涂、流涂、浸涂、刷涂)工序， 达到提高生产效率，提高铸件表面光洁度的效果。生产出的覆膜砂可以铸造出 表面质量好的砂芯，可以不上涂料，就能够得到比较好的铸钢件表面质量，表 面粗糙度可以达到Ra＝6.3～12.5um，尺寸精度可以达到CT7～CT9级。
实施例2
一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，与实施例1不同的是：
一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，利用70/140目石英砂，添加 70/140目陶粒砂，添加70/140目铬铁矿砂作为覆膜砂原砂，原砂粒度圆整，耐 火度高，能使铸钢件表面光洁，配合树脂、固化剂、润滑剂加入量调整，形成 一套适用于铸钢件免沾涂料(包含喷涂、流涂、浸涂、刷涂)覆膜砂生产工艺。 原料配比：
耐火材料使用70/140目石英砂75％，70/140目陶粒砂15％，70/140目铬铁 矿砂10％；酚醛树脂量为耐火材料的3％，乌洛托品为酚醛树脂的16％，水为乌洛 托品的2.3倍，硬脂酸钙粉为酚醛树脂的8％。
实施例3
一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，与实施例1不同的是：
生产工艺：
1将耐火材料按配比称量够，放入上料斗中。
2将上料斗提升至最高处，把耐火材料倒入加热器中。
3打开燃烧机，使耐火材料在加热器中正转加热。
4将加热温度设定为140℃。
5温度到达140℃加热器反转，将砂子反转流入混砂机中，反转35s砂子放净。
6在反转30s后，砂子即将放完时加入酚醛树脂。
7酚醛树脂加入混碾60s后，温度降至110℃打开风机，倒入乌洛托品水溶液(乌 洛托品：水＝1:2.3)。
8乌洛托品水溶液加入后，混碾10s，混合料温度急骤下降，混合料很快粘结成 固体团块，等到粘结成团块状时关闭风机风门，放入硬脂酸钙粉，混碾50s，在 混砂机快速搅拌的冲击作用下，混合料团块被逐步击碎分散，形成松散的，表 面包覆了树脂膜的成片覆膜砂。
9砂温降至80℃以下时，打开混砂机卸砂门，将成品的砂子放入震动筛中进行筛分进罐。 10覆膜砂经检验、包装、入库。

Claims (6)

1.一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于，一种新的覆膜砂耐火材料，包括石英砂、陶粒砂和铬铁矿砂，粘结剂使用酚醛树脂，固化剂使用乌洛托品水溶液，润滑剂使用硬脂酸钙；使用热法覆膜生产工艺，通过调整加热温度，酚醛树脂、乌洛托品水溶液、硬脂酸钙加入量，加料时间等，生产出免沾涂料覆膜砂。
2.如权利要求1所述的一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于，利用140/70目石英砂，添加50/100目陶粒砂，添加70/140目铬铁矿砂作为覆膜砂原砂。
3.如权利要求1所述的一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于，利用70/140目石英砂，添加70/140目陶粒砂，添加70/140目铬铁矿砂作为覆膜砂原砂。
4.如权利要求2所述的一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于,耐火材料使用140/70目石英砂65～75％，50/100目陶粒砂15～20％，70/140目铬铁矿砂10～15％；酚醛树脂量为耐火材料的2.5～4％，乌洛托品为酚醛树脂的14～18％，水为乌洛托品的1.8～2.5倍，硬脂酸钙粉为酚醛树脂的8～10％。
5.如权利要求3所述的一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于，耐火材料使用70/140目石英砂65～75％，70/140目陶粒砂15～20％，70/140目铬铁矿砂10～15％；酚醛树脂量为耐火材料的2.5～4％，乌洛托品为酚醛树脂的14～18％，水为乌洛托品的1.8～2.5倍，硬脂酸钙粉为酚醛树脂的8～10％。
6.如权利要求1所述的一种铸钢用免沾涂料覆膜砂的生产工艺方法，其特征在于，生产工艺为：
a.将耐火材料按配比称量够，放入上料斗提升至最高处，倒入加热器中，加热温度设定为130～150℃，使耐火材料在加热器中正转加热。
b.耐火材料温度到达130～150℃时，加热器反转，将砂子反转流入混砂机中，反转32～35s，砂子放干净为止。
c.在反转25～30s后，砂子即将放完时快速加入酚醛树脂。
d.酚醛树脂加入混碾50～60s后，温度降至105℃到110℃打开风机，倒入乌洛托品水溶液(乌洛托品：水＝1：1.8～2.5)。
e.乌洛托品水溶液加入后，混碾8～12s，混合料温度急骤下降，混合料很快粘结成固体团块，等到粘结成团块状时关闭风机风门，放入硬脂酸钙粉，混碾40～50s，在混砂机快速搅拌的冲击作用下，混合料团块被逐步击碎分散，形成松散的，表面包覆了树脂膜的成片覆膜砂。
f.砂温降至80℃以下时，打开混砂机卸砂门，将成品的砂子放入震动筛中进行筛分进罐。
g.覆膜砂经检验、包装、入库。
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