一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸钢用型砂制造技术领域，尤其涉及一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在钢件的铸造过程中型砂的好坏直接关系到铸件的质量，型砂主要是由砂料、粘接剂以及辅助物等造型材料根据不同的比例混合制成，其中的粘接剂是一类重要的造型材料，其综合质量的高低直接关系到铸件的表面质量和内在质量，目前使用最为广泛的粘接剂主要是以粘土砂、水玻璃砂为代表的无机粘接剂以及以呋喃树脂为代表的树脂粘接剂。
[0003]呋喃树脂砂具有铸件质量好，废品率低等优点，然而其仍存在很多缺陷，在实际生产中需要从其合成原料以及制备工艺等方面着手，改善其性能。呋喃树脂砂主要存在以下的问题:发气量高，导致铸件气孔率高、高使用率导致铸件易热裂、流动性差、贮存性差、甲醛残留高等等。因此很有必要研制一种高效、低毒、有效改善铸件质量的改性呋喃树脂砂，以适应产业快速发展需求。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到:80-100目陶土 10-12、50-80目石英砂50-60、纳米碳酸钙6_8、40_50目废钢渣4-5、纳米电气石粉0.1-0.2、聚酰胺蜡粉2-3、改性呋喃树脂粘接剂0.5-0.6、固化剂0.2-0.3、二甲基硅油 1-1.5。
[0006]所述的一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，所述的改性呋喃树脂粘接剂由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂铁0.1-0.2、苯酚4-5、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、纳米二氧化硅1.5-2、硅烷偶联剂kh550 0.1-0.2 ;其制备方法为:先将苯酚、3_4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0-9.0，随后加热至90-100°C，密闭反应75-80min，反应结束后加入30-40重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系pH值为5.0-6.0，在95-100°C条件下恒温继续反应80_90min，反应结束后降温至60-70°C，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。
[0007]所述的一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂的制备方法，所述的制备方法为:先将陶土、石英砂、废钢渣投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4-5min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5_8min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合8-10min后出砂即得。
[0008]本发明的优点是:选用不同粒径、不同配比的陶土、石英砂以及废钢渣作为造型砂料，高温浇注后透气性好，易于清理，纳米碳酸钙、纳米电气石粉的添加进一步增进了型砂的透气性、可塑性和紧凑性，而制备的改性呋喃树脂粘接剂较传统的呋喃树脂具有发气量低、苯酚、甲醛残留少、粘度低、粘接力强、强度大等优点，利用率更高，用量得到减少；制备得到的型砂流动性好、成型快、强度高、溃散性好，得到的钢铸件气孔率低，渗碳现象得到有效改善，质量得到有效改善。
【具体实施方式】
[0009]—种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到:80目陶土 10、50目石英砂50、纳米碳酸钙6、40目废钢渣4、纳米电气石粉0.1、聚酰胺蜡粉2、改性呋喃树脂粘接剂0.5、固化剂0.2、二甲基硅油I。
[0010]所述的改性呋喃树脂粘接剂由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15、尿素5、糠醇40、二茂铁0.1、苯酚4、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1、纳米二氧化硅1.5、硅烷偶联剂kh550 0.1 ;其制备方法为:先将苯酚、3重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0，随后加热至90°C，密闭反应75min，反应结束后加入30重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系pH值为5.0，在95°C条件下恒温继续反应80min，反应结束后降温至60°C，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。
[0011]所述的树脂砂制备方法为:先将陶土、石英砂、废钢渣投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合Smin后出砂即得。
[0012]本实施例所制得的改性呋喃树脂粘接剂的含氮量为4.2%，游离甲醛含量为0.05%，粘度为25.8g/cm3，固化后的树脂块抗拉强度可达1.24MPa。由该复合型砂浇注所得的铸件成品率达到95%以上，铸件表面致密光洁，缩孔率低，尺寸精准。
【主权项】
1.一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，其特征在于，该树脂砂由以下重量份的原料制备得到:80-100目陶土 10-12、50-80目石英砂50-60、纳米碳酸钙6-8、40-50目废钢渣4-5、纳米电气石粉0.1-0.2、聚酰胺蜡粉2_3、改性呋喃树脂粘接剂0.5-0.6、固化剂 0.2-0.3、二甲基硅油 1-1.5。2.如权利要求1所述的一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，其特征在于，所述的改性呋喃树脂粘接剂由以下重量份的原料制成:37%甲醛溶液15-20、尿素5-6、糠醇40-50、二茂铁0.1-0.2、苯酚4_5、30%的氢氧化钠水溶液适量、10%盐酸溶液适量、聚氧乙烯蓖麻油0.1-0.2、纳米二氧化硅1.5-2、硅烷偶联剂kh550 0.1-0.2 ;其制备方法为:先将苯酚、3-4重量份的尿素、聚氧乙烯蓖麻油以及甲醛溶液投入反应釜中，搅拌使物料完全溶解混合均匀后加入适量的氢氧化钠水溶液，调节混合液pH值为8.0-9.0，随后加热至90-100°C，密闭反应75-80min，反应结束后加入30-40重量份的糠醇，并用盐酸溶液调节反应体系PH值为5.0-6.0，在95-100°C条件下恒温继续反应80_90min，反应结束后降温至60-70°C，真空脱水处理，脱水后再加入其它剩余物料，充分搅拌混合均匀后即得。3.如权利要求1所述的一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为:先将陶土、石英砂、废钢渣投入混砂机中混合均匀后加入固化剂，搅拌混合4-5min，接着加入改性呋喃树脂粘接剂，继续搅拌混合5-8min，最后再加入其它剩余物料，搅拌混合8_10min后出砂即得。
【专利摘要】本发明公开了一种铸钢件用含纳米碳酸钙的易成型高强度改性呋喃树脂砂，该树脂砂选用不同粒径、不同配比的陶土、石英砂以及废钢渣作为造型砂料，高温浇注后透气性好，易于清理，纳米碳酸钙、纳米电气石粉的添加进一步增进了型砂的透气性、可塑性和紧凑性，而制备的改性呋喃树脂粘接剂较传统的呋喃树脂具有发气量低、苯酚、甲醛残留少、粘度低、粘接力强、强度大等优点，利用率更高，用量得到减少；制备得到的型砂流动性好、成型快、强度高、溃散性好，得到的钢铸件气孔率低，渗碳现象得到有效改善，质量得到有效改善。
【IPC分类】B22C1/00, B22C1/22, B22C1/02
【公开号】CN105081199
【申请号】CN201510497089
【发明人】郭伟
【申请人】郭伟
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月14日