本發(fā)明屬鑄造覆膜砂制備技術(shù)，具體涉及一種提高原砂為寶珠砂的覆膜砂強(qiáng)度的表面處理方法。

背景技術(shù)：

鑄造用覆膜砂是指造型或制芯前在原砂顆粒表面覆有一層固體粘結(jié)劑的型砂或芯砂。由于覆膜砂具有強(qiáng)度高、發(fā)氣量低、生產(chǎn)鑄件尺寸精度高、表面光潔、便于保存等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種鑄鋼、鑄鐵和其他合金鑄件。覆膜砂的原砂除了常用的硅砂外，還有鉻鐵礦砂、鋯英砂、剛玉砂、寶珠砂等特種砂，其中寶珠砂因其流動性好、熱膨脹率低、潰散性好、可再生使用等優(yōu)點(diǎn)，在含復(fù)雜水路、油路或氣路結(jié)構(gòu)，以及細(xì)薄、殼型(芯)的覆膜砂中得到越來越多的應(yīng)用。但是，寶珠砂覆膜砂鑄型(芯)在復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)中仍然存在內(nèi)腔變形、斷芯、氣孔、脈紋等缺陷，因此，必須進(jìn)一步提高強(qiáng)度，降低發(fā)氣量，使其滿足復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于提供一種提高覆膜砂強(qiáng)度的原砂表面處理方法，提高覆膜砂的強(qiáng)度，降低發(fā)氣量，以滿足復(fù)雜鑄件生產(chǎn)對型(芯)砂性能的要求。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種提高覆膜砂強(qiáng)度的原砂表面處理方法包括以下

步驟：

1)采用鑄造用寶珠砂為覆膜砂原砂；

2)采用硫酸溶液作為處理液，對寶珠砂浸泡酸洗；

3)將酸洗后的寶珠砂反復(fù)水洗清除酸液；

4)干燥后覆膜。

其中，

所述步驟1)中，寶珠砂粒度為20目～200目，形狀為近球形。

所述步驟2)中，硫酸處理液體積濃度為5～20％，加入量為原砂質(zhì)量的30～50％，浸泡時間為60～90min。

所述步驟4)中，干燥溫度為100～1000℃，干燥時間為0.5～2h。

所述步驟4)中，覆膜工藝為：將原砂在烘箱中預(yù)熱到140-220℃后，倒入混砂機(jī)中；當(dāng)溫度降到130～140℃時加入占原砂質(zhì)量2％～5％的樹脂，混砂60～90s；加入占樹脂質(zhì)量2％～6％的硬脂酸鈣，混砂40～60s；砂溫降到105～110℃時加入占樹脂質(zhì)量5～20％的烏洛托品水溶液，混砂40～80s；降溫到80℃以下出料；破碎，篩分，得覆膜砂。

有益效果：酸洗和水洗去除了寶珠砂中各種雜質(zhì)和污染物，并使砂粒表面產(chǎn)生更多的溝槽、孔洞，酸洗還可以使寶珠砂瘠性表面帶有負(fù)電性，提高了砂粒表面活性，粗糙表面增大了樹脂與砂粒的接觸面積，增強(qiáng)了樹脂與砂粒的機(jī)械嚙合力(參見說明書附圖)，使樹脂與砂粒之間的結(jié)合力增強(qiáng)，從而提高了覆膜砂的強(qiáng)度。在獲得高強(qiáng)度的條件下，可以降低樹脂的加入量，降低覆膜砂的發(fā)氣量。與添加其他有機(jī)增強(qiáng)劑的方法相比，也能降低覆膜砂的發(fā)氣量。

附圖說明

圖1是寶珠砂原砂酸洗處理前顆粒表面形貌。

圖2是寶珠砂原砂酸洗處理后顆粒表面形貌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1

取粒度為20/40目的寶珠砂1000g，加入300mL體積濃度為20％硫酸溶液浸泡90min，水洗至酸堿度中性(清洗后水的pH值為7)，100℃烘干120min。

將酸洗處理后的寶珠砂原砂100份預(yù)熱到140℃后，倒入混砂機(jī)中，隨即加入占原砂質(zhì)量2.0％的熱塑性酚醛樹脂，混砂60s；加入占樹脂質(zhì)量2％的硬脂酸鈣，混砂40s；砂溫降到105℃時加入占樹脂質(zhì)量20％的烏洛托品水溶液(烏洛托品:水＝1:1)，混砂40s；降溫到80℃以下后出料，破碎，篩分，制成覆膜砂。

強(qiáng)度試驗樣品的制備：樣品模具預(yù)熱到232℃，將覆膜砂倒入模具中保溫2min，覆膜砂樣品與模具一起空冷至室溫后，取出樣品測試。按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8583-2008進(jìn)行性能試驗，常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)4.49MPa，常溫抗彎強(qiáng)度達(dá)8.56MPa，灼燒減量為2.32％。實(shí)施例2

取粒度為70/140目的寶珠砂1000g，加入400mL體積濃度為10％硫酸溶液浸泡80min，水洗至酸堿度中性(清洗后水的pH值為7)，500℃烘干60min。

將酸洗處理寶珠砂原砂100份預(yù)熱到200℃后，倒入混砂機(jī)中；當(dāng)溫度降到135℃時加入占原砂質(zhì)量3.5％的熱塑性酚醛樹脂，混砂70s；加入占樹脂質(zhì)量4％的硬脂酸鈣，混砂50s；砂溫降到105℃時加入占樹脂質(zhì)量10％的烏洛托品水溶液(烏洛托品:水＝1:1)，混砂60s；降溫到80℃以下后出料，破碎，篩分，制成覆膜砂。

強(qiáng)度試驗樣品的制備如實(shí)施例1。按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8583-2008進(jìn)行性能試驗，常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)7.65MPa，常溫抗彎強(qiáng)度達(dá)15.24MPa，灼燒減量為3.74％。

實(shí)施例3

取粒度為100/200目的寶珠砂1000g，加入500mL體積濃度為5％硫酸溶液浸泡60min，水洗至酸堿度中性(清洗后水的pH值為7)，1000℃烘干30min。

將酸洗處理寶珠砂原砂100份預(yù)熱到220℃后，倒入混砂機(jī)中；當(dāng)溫度降到140℃時加入占原砂質(zhì)量5％的熱塑性酚醛樹脂，混砂90s；加入占樹脂質(zhì)量3％的硬脂酸鈣，混砂30s；砂溫降到110℃時加入占樹脂質(zhì)量5％的烏洛托品水溶液(烏洛托品:水＝1:1)，混砂80s；再加入占樹脂質(zhì)量3％的硬脂酸鈣，混砂50s；降溫到80℃以下后出料，破碎，篩分，制成覆膜砂。

強(qiáng)度試驗樣品的制備如實(shí)施例1。按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8583-2008進(jìn)行性能試驗，常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)11.90MPa，常溫抗彎強(qiáng)度達(dá)24.10MPa，灼燒減量為5.33％。

對比例

取粒度為100/200目的未酸洗處理寶珠砂100份，預(yù)熱到220℃后，倒入混砂機(jī)中；當(dāng)溫度降到140℃時加入占原砂質(zhì)量5％的熱塑性酚醛樹脂，混砂90s；砂溫降到140℃時加入占樹脂質(zhì)量3％的硬脂酸鈣，混砂30s；砂溫降到110℃時加入占樹脂質(zhì)量5％的烏洛托品水溶液(烏洛托品:水＝1:1)，混砂80s；再加入占樹脂質(zhì)量3％的硬質(zhì)酸鈣，混砂50s；降溫到80℃以下后出料，破碎，篩分，制成覆膜砂。

強(qiáng)度試驗樣品的制備如實(shí)施例1。按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 8583-2008進(jìn)行性能試驗，常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)6.85MPa，常溫抗彎強(qiáng)度達(dá)14.74MPa，灼燒減量為5.65％。

上述實(shí)施例只是為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。