本發明屬于鑄造技術領域，具體涉及耐高溫型覆膜砂的制備方法。
背景技術：
覆膜砂是指造型前在砂粒表面上覆有一層固體樹脂的型砂或芯砂，因其具有強度高、發氣量低、生產鑄件尺寸精度高、便于保存等優點，近年來在鑄鋼件、鑄鐵件、有色金屬鑄件、3D打印等鑄造領域中應用日益廣泛。
但是目前的覆膜砂存在耐高溫性能低、流動性差、高溫耐熱時間短等缺點，不能滿足現有生產的需求。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種流動性好、耐熱時間長、不易造成砂芯砂射不實、鑄件粘砂、脈紋的耐高溫型覆膜砂的制備方法，提高覆膜砂的耐高溫性能，解決因覆膜砂流動性差、高溫耐熱時間短而造成的砂芯射不實、粘砂、脈紋等鑄造問題。
為實現上述目的，本發明提供了耐高溫型覆膜砂的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：加熱原砂，待砂溫升至140～160℃時將原砂加入混砂機中，然后加入粘結劑混砂攪拌20s～120s后得到粘結劑砂，待粘結劑完全熔化后依次加入耐高溫添加劑和潤滑劑，繼續攪拌使添加劑和潤滑劑均勻分散到粘結劑中；
步驟二：待砂溫降至90～110℃時加入固化劑并混制20～50s后得到固化劑砂；
步驟三：向固化劑砂中再次加入潤滑劑并混砂20～120s，待砂溫降至70～80℃時再次加入潤滑劑混10～30s出砂獲得耐高溫型覆膜砂。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述粘結劑的加入重量為原砂總重量的1.0～4.0％，所述耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的5～30％，所述固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的5～20％，所述潤滑劑的加入總重量為粘結劑加入重量的2～8％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述粘結劑加入重量為原砂總重量的1.5～3.0％，所述耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的15～30％，所述固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的12～18％，所述潤滑劑的加入總重量為粘結劑加入重量的3～6％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述粘結劑加入重量為原砂總重量的2.0％，所述耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的25％，所述固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的15％，所述潤滑劑的加入總重量為粘結劑加入重量的5％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述耐高溫添加劑包括：選自石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅和磷酸三苯脂中的一種或幾種。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述耐高溫添加劑包括以下質量百分比的組分：石墨0-93％、氫氧化鎂1～10％、氫氧化鋁1～10％、三氧化二銻1～30％、硼酸鋅1～30％、磷酸三苯脂1～10％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述耐高溫添加劑的重量份比例為：石墨60-84％、氫氧化鎂3～8％、氫氧化鋁3～8％、三氧化二銻1～5％、硼酸鋅5～15％、磷酸三苯脂1～5％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述耐高溫添加劑包括以下質量百分比的組分：石墨70％、氫氧化鎂5％、氫氧化鋁5％、三氧化二銻3％、硼酸鋅10％、磷酸三苯脂2％。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述耐高溫添加劑包括：硬脂酸鋅和硬脂酸鈣。
本發明公開的上述耐高溫型覆膜砂的制備方法，所述潤滑劑包括以下質量百分比的組分：硬脂酸鋅5～20％和硬脂酸鈣80～95％。
本發明具有如下優點：
本發明公開的技術方案中，限制每個步驟的砂溫和混砂時間，加入耐高溫添加劑解決了覆膜砂在制芯過程中砂芯射不實、覆膜砂耐熱時間短造成的粘砂、脈紋、穿芯等問題，加入潤滑劑解決混砂結團、長時間儲存結塊的問題，同時加入潤滑劑有助于提高覆膜砂的強度和流動性，有助于良好充型。因此本發明的覆膜砂耐熱時間長、流動性好、易充型、可防止鑄件粘砂、脈紋和穿芯。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例中的耐高溫型覆膜砂的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：加熱原砂，待砂溫升至140～160℃時將原砂加入混砂機中，然后加入粘結劑混砂攪拌20s～120s后得到粘結劑砂，待粘結劑完全熔化后依次加入耐高溫添加劑和潤滑劑，繼續攪拌使添加劑和潤滑劑均勻分散到粘結劑中；
步驟二：待砂溫降至90～110℃時加入固化劑并混制20～50s后得到固化劑砂；
步驟三：向固化劑砂中再次加入潤滑劑并混砂20～120s，待砂溫降至70～80℃時再次加入潤滑劑混10～30s出砂獲得耐高溫型覆膜砂。
其中，粘結劑的加入重量為原砂總重量的1.5％，耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的15％，固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的12％，潤滑劑的加入總重量為粘結劑加入重量的5％。
耐高溫添加劑包括：選自石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅和磷酸三苯脂中的一種或幾種。
具體選擇石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅、磷酸三苯脂中的哪種耐高溫添加劑需要根據具體實際情況決定，沒有優選次序之分。具體的，可選擇的耐高溫添加劑組成成分及其重量份比例為：石墨60％、氫氧化鎂5％、氫氧化鋁5％、三氧化二銻10％、硼酸鋅20％、磷酸三苯脂5％。
本實施例中，潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣的一種或它們的混合物。其中，潤滑劑的組成成分及其重量份比例為：硬脂酸鋅10％、硬脂酸鈣90％；在添加潤滑劑時根據本實施例的比例可以選擇一種或者按照本實施例的比例將硬脂酸鋅10％和硬脂酸鈣90％混合使用。
另外，本實施例中使用的粘結劑為熱塑性酚醛樹脂，使用的固化劑為烏洛托品。
實施例2
制備耐高溫型覆膜砂步驟同實施例1，與實施例1的區別在于各原料組分的配比，區別如下：
粘結劑加入重量為原砂總重量的2.0％,耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的25％，固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的15％，潤滑劑的加入總重量為粘結劑加入重量的6％。
耐高溫添加劑包括：選自石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅和磷酸三苯脂中的一種或幾種。
具體選擇石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅、磷酸三苯脂中的哪種耐高溫添加劑需要根據具體實際情況決定，沒有優選次序之分。具體的，可選擇的耐高溫添加劑組成成分及其重量份比例為：石墨84％、氫氧化鎂2％、氫氧化鋁2％、三氧化二銻5％、硼酸鋅5％、磷酸三苯脂2％。
本實施例中，潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣的一種或它們的混合物。其中，潤滑劑的組成成分及其重量份比例為：硬脂酸鋅5％、硬脂酸鈣95％；在添加潤滑劑時根據本實施例的比例可以選擇一種或者按照本實施例的比例將硬脂酸鋅5％和硬脂酸鈣95％混合使用。
另外，本實施例中使用的粘結劑為熱塑性酚醛樹脂，使用的固化劑為烏洛托品。
實施例3
制備耐高溫型覆膜砂步驟同實施例1，與實施例1的區別在于各原料組分的配比，區別如下：
粘結劑的加入重量為原砂總重量的2.5％,所述耐高溫添加劑的加入重量為粘結劑加入重量的30％，所述固化劑的加入重量為粘結劑加入重量的20％，所述潤滑劑的加入重量為粘結劑加入重量的6％；
耐高溫添加劑包括：選自石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅和磷酸三苯脂中的一種或幾種。
具體選擇石墨、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅、磷酸三苯脂中的哪種耐高溫添加劑需要根據具體實際情況決定，沒有優選次序之分。耐高溫添加劑組成成分及其重量份比例為：石墨45％、氫氧化鎂5％、氫氧化鋁5％、三氧化二銻20％、硼酸鋅20％、磷酸三苯脂5％。
本實施例中，潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣的一種或它們的混合物。其中，潤滑劑的組成成分及其重量份比例為：硬脂酸鋅10％、硬脂酸鈣90％；在添加潤滑劑時根據本實施例的比例可以選擇一種或者按照本實施例的比例將硬脂酸鋅10％和硬脂酸鈣90％混合使用。
另外，本實施例中使用的粘結劑為熱塑性酚醛樹脂，使用的固化劑為烏洛托品。
實施例4
對實施例1至3制備的耐高溫型覆膜砂分別進行了耐高溫性能測試，具體結果見表1所示。
表1耐高溫型覆膜砂的耐高溫性能測試結果
由表1可見，從上述的實施例1、實施例2和實施例3制備的耐高溫型覆膜砂具有耐熱時間長、流動性好、易充型、可防止鑄件粘砂、脈紋和穿芯等缺陷的特點。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。