一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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)】
[0002] 通過傳統(tǒng)工藝制備的覆膜砂在被用于鑄造生產(chǎn)中制芯時，由于在高溫時的熱穩(wěn)定 性差及強(qiáng)度低，使其在澆注生產(chǎn)鑄件的過程中無法抵抗砂芯因膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力，導(dǎo)致砂 芯開裂金屬液滲入使鑄件產(chǎn)生裂紋，同時還易引起粘砂。這些影響輕者將增加鑄件表面的 清理工作，重者導(dǎo)致鑄件報廢，從而使鑄造過程中的生產(chǎn)成本上升，生產(chǎn)效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 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)明制備方法簡單，可以解決現(xiàn)有覆膜砂在高溫時熱穩(wěn)定差、強(qiáng)度 低等問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，按重量份數(shù)計，該覆膜砂組成如下：
[0006] 烘千硅砂 100份； 熱塑性酚醛樹脂 1.5-3.0汾; 乙醇 0,6~0.8份； 短切玻璃纖維 0.8~1份； 硅烷偶聯(lián)劑 0.04~0,06; 烏洛托品 0.15~0.2份； 褐煤蠟 0,1~0.15份； 蒸憎水 0>9~1.2份。
[0007] 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 的長度在〇. 1~〇. 3mm ;所述硅烷偶聯(lián)劑為γ -氨丙基三乙氧基硅烷。
[0008] 本發(fā)明所述覆膜砂按照如下步驟進(jìn)行制備：
[0009] (1)將熱塑性酚醛樹脂溶解于乙醇中，形成熱塑性酚醛樹脂溶液，再向其中加入短 切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑；
[0010] (2)將烏洛托品配成水溶液；
[0011] (3)將烘干硅砂預(yù)熱到120~135°C，然后加入步驟（1)中熱塑性酚醛樹脂溶液 (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，最后加入褐煤錯混砂15~20s即得到所述覆膜砂。
[0012] 上述步驟（1)中，所得熱塑性酚醛樹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。
[0013] 本發(fā)明設(shè)計原理如下：
[0014] 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脂的界面相容性；褐煤蠟可 以起到潤滑劑的作用，增加覆膜砂的流動性，同時它對短切玻璃纖維具有良好的分散作用， 可以提高整個復(fù)合體系的力學(xué)性能。
[0015] 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：
[0016] 1)本發(fā)明覆膜砂的制備工藝簡單，所用增強(qiáng)材料來源廣、性價比高。
[0017] 2)本發(fā)明覆膜砂在高溫下耐熱時間長，膨脹率低。
[0018] 3)本發(fā)明覆膜砂在高溫下強(qiáng)度損失小，熱穩(wěn)定較好。
【具體實施方式】
[0019] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例進(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施例。以下實施例中各成分都按重量份數(shù)計。
[0020] 實施例1
[0021] 先用0. 6份乙醇將1. 1份熱塑性酚醛樹脂溶解成溶液，再往溶液中加入0. 8份長 度為0. 1_的短切玻璃纖維和0. 04份硅烷偶聯(lián)劑，同時將0. 15份烏洛托品與1份水溶液， 將溶液靜置1小時備用；然后將100份烘干砂預(yù)熱到125°C，加入熱塑性酚醛樹脂溶液進(jìn)行 混砂60s，再加入烏洛托品水溶液混砂50s，最后加入0. 12份褐煤錯混砂16s即可，以上數(shù) 據(jù)均為占硅砂的百分比。所得的覆膜砂用樹脂砂高溫性能測試儀進(jìn)行測試，結(jié)果如下：
[0022] 本實施例制作的覆膜砂在1200°C高溫下，6秒時的高溫強(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°C高溫下，6秒時的高溫強(qiáng) 度為0. llMPa，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%。
[0023] 實施例2
[0024] 先用0. 7份乙醇將1. 2份熱塑性酚醛樹脂溶解成溶液，再往溶液中加入0. 9份長 度為0. 2_的短切玻璃纖維和0. 05份硅烷偶聯(lián)劑，將溶液靜置1. 5小時備用；同時將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°C，加入熱塑性酚醛樹脂溶液 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)度測試和高溫性能測試，結(jié) 果如下：
[0025] 本實施例制作的覆膜砂常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到3. 5MPa，1200°C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°C高溫下6秒時的高溫強(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%。
[0026] 實施例3
[0027] 先用0. 8份乙醇將1. 3份熱塑性酚醛樹脂溶解成溶液，再往溶液中加入1份長度 為0. 3_的短切玻璃纖維和0. 06份硅烷偶聯(lián)劑，將溶液靜置2小時備用；同時將0. 2份烏 洛托品與1. 2份水溶液，然后將100份烘干砂預(yù)熱到132°C，加入熱塑性酚醛樹脂溶液進(jìn)行 混砂70s，再加入烏洛托品水溶液混砂54s，最后加入0. 15份褐煤蠟混砂20s即可，以上數(shù) 據(jù)均為占硅砂的百分比。所得的覆膜砂用樹脂砂常溫抗彎強(qiáng)度和高溫性能測試儀進(jìn)行測 試，結(jié)果如下：
[0028] 本實施例制作的覆膜砂在1200°C高溫下，6秒時的高溫強(qiáng)度為0. 180MPa高溫穩(wěn) 定性好，高溫線膨脹率為0. 110%。常溫抗彎強(qiáng)度為8. 02MPa，普通方法制備的覆膜砂在 1200°C高溫下，6秒時的高溫強(qiáng)度為0. 128MPa，高溫線膨脹率為0. 126%。常溫抗彎強(qiáng)度為 4. 5MPa高溫強(qiáng)度提高了 40. 6%，高溫膨脹率降低了 12. 7%，常溫抗彎強(qiáng)度提高78%。
【主權(quán)項】
1. 一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，其特征在于：按重量份數(shù)計，該覆膜砂組成如下： 烘干娃砂 100份； 熱塑性酷酸樹脂 1.5~3.0份； 么醇 0.6~0.8份； 短切玻璃纖維 化8…1份； 娃焼偶聯(lián)劑 0.04~0.06; 烏洛巧品 0.15~0.2份; 褐煤蠟 0.1~CU5份； 蒸溜水 0.9~1.2份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，其特征在于：所述娃砂規(guī)格為70/140 的烘干砂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，其特征在于：所述短切玻璃纖維的長 度在0. 1~0. 3mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂，其特征在于：所述硅烷偶聯(lián)劑為 丫-氨丙基二乙氧基硅烷。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂的制備方法，其特征在于：該制備方法 包括如下步驟： (1) 將熱塑性酪醒樹脂溶解于乙醇中，形成熱塑性酪醒樹脂溶液，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； 0)將烘干娃砂預(yù)熱到120~135。然后加入步驟（1)中熱塑性酪醒樹脂溶液進(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。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂的制備方法，其特征在于：步驟（1)中， 所得熱塑性酪醒樹脂溶液中加入短切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑后，靜置1~化后再使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫高強(qiáng)度覆膜砂及其制備方法，屬于鑄造生產(chǎn)中的造型材料技術(shù)領(lǐng)域。首先用乙醇將熱塑性酚醛樹脂溶解成溶液，再加入短切玻璃纖維和硅烷偶聯(lián)劑；然后將烘干砂預(yù)熱到120～135℃，加入熱塑性酚醛樹脂溶液進(jìn)行混砂60～70s，再加入烏洛托品水溶液混砂50～55s，最后加入褐煤蠟混砂15～20s即可。上述覆膜砂組分：100份烘干砂、1～1.3份熱塑性酚醛樹脂、0.6～0.8份乙醇、0.8～1份短切玻璃纖維、0.04～0.06硅烷偶聯(lián)劑、0.15～0.2份烏洛托品、0.9～1.1份蒸餾水、0.1～0.15份褐煤蠟。本發(fā)明覆膜砂制備方法簡單，能解決現(xiàn)有覆膜砂在高溫時熱穩(wěn)定性差、強(qiáng)度低等問題。
【IPC分類】B22C1/00
【公開號】CN105234342
【申請?zhí)枴緾N201510791337
【發(fā)明人】鐘飛升, 李家波, 張宇輝, 鄧宇輝, 葉利
【申請人】彰武聯(lián)信金瑩鑄造材料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月17日