本发明涉及壳型、壳芯铸造技术领域，更具体地说，它涉及一种利用高流动性高熔点覆膜砂制作大型壳型壳芯的方法。
背景技术：
壳型铸造是指用一种遇热硬化的型砂(酚醛树脂覆膜砂)覆盖在加热的金属模板上，使其硬化为薄壳，再加温固化薄壳，使其达到足够的强度和刚度的工艺，壳芯的铸造工艺与壳型铸造工艺类似。随壳型、壳芯铸造工艺技术的发展，壳型工艺应用越来越广泛，但就目前的技术水平，难以制作出大型的壳型、壳芯(壳型、壳芯重量大于50kg或外形尺寸大于800mm×500mm×300mm)，壳型(芯)铸造工艺的关键点之一在于覆膜砂，覆膜砂的酚醛树脂的软化点越高，射砂时间越长，则铸造壳型(芯)越大。但目前使用酚醛树脂覆膜砂铸造大型铸件难以实现，因此提出一种新的制作大型壳型壳芯的方法。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用高流动性高熔点覆膜砂制作大型壳型壳芯的方法，能最大限度使覆膜砂填充模具型腔内部，可制作出重量大、外形尺寸大、形状复杂的高质量壳型、壳芯。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用高流动性高熔点覆膜砂制作大型壳型壳芯的方法，包括制作覆膜砂和制作壳型壳芯，具体步骤如下，
制作覆膜砂，加热原砂至规定温度，将加热后的原砂定量加入混砂机内，然后定量加入作为粘结剂的酚醛树脂，混砂机对原砂和酚醛树脂进行搅拌混合，酚醛树脂与高温的原砂接触随即熔化粘附在原砂表面，向充分混合后的原砂和酚醛树脂加入硬化剂，硬化剂使粘附在沙粒上的酚醛树脂遇到硬化剂后发生化学反应后即刻硬化结成砂团，在3-5秒内加入成分为氯化钠和氯化镁的改性添加剂，然后再加入润滑剂，润滑剂后将砂团打散，在将结团的覆膜砂打散过程中，最大限度地保留了砂粒表面的酚醛树脂，待冷却后筛分制得覆膜砂；
制作壳型壳芯，制作壳型壳芯的模具，将模具加热升温至200-320℃，壳型机或射芯机通过多方位多射砂头射砂的方式将覆膜砂射进模具内，覆膜砂充满模具，覆膜砂接触模具的高温后软化，冷却后成型。
在其中一个实施例中，改性添加剂的浓度为10％-15％的氯化钠和氯化镁的混合水溶液，其中，在氯化钠和氯化镁中，以质量分数计算，氯化钠为20％-30％，氯化镁为70％-80％，改性添加剂的加入量为覆膜砂中酚醛树脂质量的0.15-0.2％。
在其中一个实施例中，改性添加剂的制备方法是，按比例将食盐和工业氯化镁加入容器中，向容器加入纯净水，机械搅拌后静置24小时，将静置后的溶液转移至蒸馏釜中蒸馏，制得氯化钠和氯化镁晶体，其中以质量分数计算，氯化钠为20％-30％，氯化镁为70％-80％，冷却后进行真空密封保存，在作为改性添加剂使用时，将氯化钠和氯化镁晶体配置为10％-15％的氯化钠和氯化镁水溶液。
在其中一个实施例中，按溶质浓度为30％进行注入纯净水，其中溶质是20％-30％的氯化钠和70％-80％的氯化镁。
在其中一个实施例中，加热原砂至110-150℃。
在其中一个实施例中，酚醛树脂的添加量为原砂总重量的2.0-2.6％。
在其中一个实施例中，硬化剂的添加量为酚醛树脂重量的0.5％。
在其中一个实施例中，润滑剂的添加量为酚醛树脂重量的0.5％-1.0％，润滑剂的添加量与酚醛树脂的重量成正比。
在其中一个实施例中，在制作覆膜砂过程中，加入润滑剂时，覆膜砂的堆积角度小于或等于20.5°，有利于提高覆膜砂的流动性。
在其中一个实施例中，在制作覆膜砂过程中，硬化剂是乌洛托品。
本发明具有以下有益效果：
本发明的覆膜砂使用氯化钠和氯化镁水溶液进行改性，将酚醛树脂的软化点提高到105℃，使用此覆膜砂制壳、制芯时可极大的延长射砂时间，使得在制作壳型壳芯过程中，覆膜砂的流动性好，软化时间延后，使得覆膜砂可充分填充模具，可制作出重量大、外形尺寸大、形状复杂的高质量壳型、壳芯；
本发明采用多方位多射砂头同时射砂方法制作壳型、壳芯，在保证壳型机或射芯机射砂头总的储砂量是所制作壳型、壳芯重量的2倍以上时，再选用流动性及软化点高的覆膜砂，可确保制壳型、壳芯时有足够的覆膜砂供应，而且相对延长了制壳型、壳芯时的射砂时间。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
一种利用高流动性高熔点覆膜砂制作大型壳型壳芯的方法，包括制作覆膜砂和制作壳型壳芯，具体步骤如下。
制作覆膜砂，加热原砂至110-150℃，将加热后的原砂定量加入混砂机内，然后定量加入作为粘结剂的酚醛树脂，酚醛树脂的添加量为原砂总重量的2.0-2.6％，混砂机对原砂和酚醛树脂进行搅拌混合，酚醛树脂与高温的原砂接触随即熔化粘附在原砂表面，向充分混合后的原砂和酚醛树脂加入硬化剂，硬化剂的添加量为酚醛树脂重量的0.5％，硬化剂使粘附在沙粒上的酚醛树脂遇到硬化剂后发生化学反应后即刻硬化结成砂团，然后在3-5秒内加入成分为氯化钠和氯化镁的改性添加剂，将酚醛树脂的软化点提高到105℃，然后再加入润滑剂，润滑剂的添加量为酚醛树脂重量的0.5％-1.0％，润滑剂的添加量与酚醛树脂的重量成正比，润滑剂后将砂团打散，在将结团的覆膜砂打散过程中，最大限度地保留了砂粒表面的酚醛树脂，待冷却后筛分，制得覆膜砂。
制作壳型壳芯，制作壳型壳芯的模具，将模具加热升温至200-320℃，壳型机或射芯机通过多方位多射砂头射砂的方式将覆膜砂射进模具内，覆膜砂充满模具，覆膜砂接触模具的高温后软化，冷却后成型，覆膜砂在遇到高温时，即刻软化，不同的覆膜砂粘接剂软化点不同，即覆膜砂在遇到85-98℃的环境时开始软化，覆膜砂软化后，大大降低了流动性，覆膜砂一旦软化，表示在制作壳型、壳芯时，射砂过程达到终点，射砂过程持续的长与短与能够制作出的壳型、壳芯的大小成正比。
在本实施例中，改性添加剂的浓度为10％-15％的氯化钠和氯化镁的混合水溶液，其中，在氯化钠和氯化镁中，以质量分数计算，氯化钠为20％-30％，氯化镁为70％-80％。
在本实施例中，改性添加剂的制备方法是，按比例将食盐和工业氯化镁加入容器中，向容器按溶质浓度为30％进行注入纯净水，机械搅拌后静置24小时，将静置后的溶液转移至蒸馏釜中蒸馏，制得氯化钠和氯化镁晶体，其中氯化钠为20％-30％，氯化镁为70％-80％，冷却后，每50g进行独立真空密封包装，在作为改性添加剂使用时，在现场直接将氯化钠和氯化镁晶体配置为10％-15％的氯化钠和氯化镁水溶液，该氯化钠和氯化镁水溶液用于提高碱性酚醛树脂制作的覆膜砂的软化点。
在本实施例中，在制作覆膜砂过程中，加入润滑剂时，覆膜砂的堆积角度小于或等于20.5°，有利于提高覆膜砂的流动性。
在本实施例中，在制作覆膜砂过程中，硬化剂是乌洛托品。
本发明的覆膜砂使用氯化钠和氯化镁水溶液进行改性，将酚醛树脂的软化点提高到105℃，使用此覆膜砂制壳、制芯时可极大的延长射砂时间，使得在制作壳型壳芯过程中，覆膜砂的流动性好，软化时间延后，使得覆膜砂可充分填充模具，可制作出重量大、外形尺寸大、形状复杂的高质量壳型、壳芯；
本发明采用多方位多射砂头同时射砂方法制作壳型、壳芯，在保证壳型机或射芯机射砂头总的储砂量是所制作壳型、壳芯重量的2倍以上时，再选用流动性及软化点高的覆膜砂，可确保制壳型、壳芯时有足够的覆膜砂供应，而且相对延长了制壳型、壳芯时的射砂时间。
按质量百分比计，改性添加剂(20-30％氯化钠+70-80％氯化镁晶体)的加入量占覆膜砂中酚醛树脂的0.15-0.2％,可提高覆膜砂的软化点8-10％，但改性添加剂的加入量不能太高,过多加入,会降低制得壳型壳芯的塑性，具体数据如下表1所示。
表1
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。