本發(fā)明屬于鑄造工業(yè)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂及其制備方法。
背景技術(shù)：
覆膜砂是在砂粒表面在造型前即覆有一層固體樹脂膜的型砂或芯砂。有冷法和熱法兩種覆膜工藝：冷法用乙醇將樹脂溶解，并在混砂過程中加入分子蒸餾單甘酯，使二者包覆在砂粒表面，乙醇揮發(fā)，得覆膜砂；熱法把砂預(yù)熱到一定溫度，加樹脂使其熔融，攪拌使樹脂包覆在砂粒表面，加分子蒸餾單甘酯水溶液及潤滑劑，冷卻、破碎、篩分得覆膜砂，用于鑄鋼件、鑄鐵件?，F(xiàn)在汽車的一些主要零部件都是通過覆膜砂進(jìn)行鑄造。
樹脂芯砂的發(fā)氣量大約是粘土砂型的兩倍，降低樹脂的加入量可以降低發(fā)氣總量。覆膜砂中含有分子蒸餾單甘酯，分子蒸餾單甘酯受熱分解時形成氨氣等。由于氨氣的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，稍微受熱極易分解為活性的N和H原子。在鑄件澆注的高溫下，部分活性的N和H原子被金屬液吸收，剩下的大部分N、H迅速結(jié)合成穩(wěn)定的氮?dú)?、氫氣分子造成氣孔，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還會產(chǎn)生有毒氣體危害人體健康。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂及其制備方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂，由下列重量份的原料配制而成：電熔鎂砂140-160、鉻鐵礦砂30-40、陶粒砂20-30、玻璃輕石14-16、呋喃樹脂3-5、分子蒸餾單甘酯0.5-0.7、亞磷酸鋁2-4、硬脂酸鈣3-5、球形石英粉8-10、納米氧化鎢3-5、硼化硅5-7、三酚基甲烷三縮水甘油醚2-3、三乙烯四胺0.2-0.4、甲苯磺酸2-4、硫酸甲酯5-7、硫酸2-3、磷酸4-6、甲醇8-10、乙醇6-8、水20-30。
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲苯磺酸、硫酸甲酯和硫酸在溫度為65-70℃混合反應(yīng)50-60min，降溫至55-60℃后加入甲醇，保溫反應(yīng)40-50min，然后再加入磷酸、水混合均勻后出料，得到樹脂固化劑；
（2）將鉻鐵礦砂、陶粒砂、玻璃輕石、電熔鎂砂混合均勻，粉碎成130-150目顆粒大小，然后加入球形石英粉、納米氧化鎢、硼化硅一起倒入混砂機(jī)中干混4-6min，得到混合砂；
（3）將呋喃樹脂倒入乙醇中溶解，然后與三酚基甲烷三縮水甘油醚一起倒入混砂機(jī)中與混合砂混合3-5min，然后再加入分子蒸餾單甘酯、三乙烯四胺、亞磷酸鋁、硬脂酸鈣等原料以及步驟（1）制得的樹脂固化劑，混合5-8min后出砂，破碎后過篩，即得。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明芯砂物無機(jī)原料采用電熔鎂砂、鉻鐵礦砂、陶粒砂、玻璃輕石、球形石英粉、納米氧化鎢、硼化硅等原料相互配合，使制得的芯砂具有優(yōu)良的耐火性、耐久性、抗熱沖擊性和耐腐蝕性。本發(fā)明中加入的呋喃樹脂、亞磷酸鋁、三酚基甲烷三縮水甘油醚和三乙烯四胺為芯砂提供良好的粘結(jié)性和固化效果，以甲苯磺酸、硫酸甲酯制成的樹脂固化劑加快了樹脂硬化時間，降低了作業(yè)區(qū)域空氣中的甲醛濃度，有利于工人健康；通過呋喃樹脂粘結(jié)劑與固化劑的共同作用，提高了自硬砂的強(qiáng)度，并且由于潤滑劑硬脂酸鈣和分子蒸餾單甘酯的加入，提高了芯砂的透氣性，減少了發(fā)氣量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1：
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：電熔鎂砂140、鉻鐵礦砂30、陶粒砂20、玻璃輕石14、呋喃樹脂3、分子蒸餾單甘酯0.5、亞磷酸鋁2、硬脂酸鈣3、球形石英粉8、納米氧化鎢3、硼化硅5、三酚基甲烷三縮水甘油醚2、三乙烯四胺0.2、甲苯磺酸2、硫酸甲酯5、硫酸2、磷酸4、甲醇8、乙醇6、水20。
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲苯磺酸、硫酸甲酯和硫酸在溫度為65-70℃混合反應(yīng)50-60min，降溫至55-60℃后加入甲醇，保溫反應(yīng)40-50min，然后再加入磷酸、水混合均勻后出料，得到樹脂固化劑；
（2）將鉻鐵礦砂、陶粒砂、玻璃輕石、電熔鎂砂混合均勻，粉碎成130-150目顆粒大小，然后加入球形石英粉、納米氧化鎢、硼化硅一起倒入混砂機(jī)中干混4-6min，得到混合砂；
（3）將呋喃樹脂倒入乙醇中溶解，然后與三酚基甲烷三縮水甘油醚一起倒入混砂機(jī)中與混合砂混合3-5min，然后再加入分子蒸餾單甘酯、三乙烯四胺、亞磷酸鋁、硬脂酸鈣等原料以及步驟（1）制得的樹脂固化劑，混合5-8min后出砂，破碎后過篩，即得。
實(shí)施例2：
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：電熔鎂砂150、鉻鐵礦砂35、陶粒砂25、玻璃輕石15、呋喃樹脂4、分子蒸餾單甘酯0.6、亞磷酸鋁3、硬脂酸鈣4、球形石英粉9、納米氧化鎢4、硼化硅6、三酚基甲烷三縮水甘油醚2.5、三乙烯四胺0.3、甲苯磺酸3、硫酸甲酯6、硫酸2.5、磷酸5、甲醇9、乙醇7、水25。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3：
一種火車部件鑄造用呋喃樹脂覆膜芯砂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：電熔鎂砂160、鉻鐵礦砂40、陶粒砂30、玻璃輕石16、呋喃樹脂5、分子蒸餾單甘酯0.7、亞磷酸鋁4、硬脂酸鈣5、球形石英粉10、納米氧化鎢5、硼化硅7、三酚基甲烷三縮水甘油醚3、三乙烯四胺0.4、甲苯磺酸4、硫酸甲酯7、硫酸3、磷酸6、甲醇10、乙醇8、水30。
制備方法同實(shí)施例1。
上述實(shí)施例1-3制得的呋喃樹脂覆膜芯砂的性能檢測結(jié)果如下表所示：