[发明专利]利用CO2硬化碱性酚醛树脂砂和水玻璃砂的复合铸造工艺

说明书

技术领域

本发明属于砂型铸钢造型材料领域，特别是一种利用CO₂硬化碱性酚醛树脂砂和水玻璃砂的复合铸造工艺。

背景技术

国内中小砂型铸钢企业主要采用的造型材料是水玻璃砂,利用CO₂进行硬化，这种工艺成本低廉,硬化快,操作过程简单，但水玻璃砂由于水玻璃加入量大，溃散性差，后处理环节劳动强度较大。因此，水玻璃砂生产出的铸件表面质量相对较差，这种工艺在生产尺寸精度高、表面光洁度好的高端铸件时存在不足。

碱性酚醛树脂砂复合工艺是近年来发展起来的新工艺，这种工艺生产出来的铸件表面光洁度高，尺寸精度高，裂纹倾向小，碱性酚醛树脂砂溃散性好,发气量小,是目前砂型铸钢较理想的造型材料，国内大型铸造企业如广重、二重等采用的是酯硬化碱性酚醛树脂的工艺；但是，碱性酚醛树脂砂成本较高，还需要购置昂贵的砂再生处理设备，因此中小企业很少采用这种工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在砂成本增加有限的情况下,提供一种可提高铸件尺寸精度和表面光洁度的复合铸造工艺。

本发明采用的技术方案是：一种利用CO₂硬化碱性酚醛树脂砂和水玻璃砂的复合铸造工艺，具有如下过程：

⑴物料准备

准备碱性酚醛树脂砂，其中砂和碱性酚醛树脂的质量比为100：（2.0～2.2）；碱性酚醛树脂为Foseco公司的Ecolotec650-CO₂硬化碱性酚醛树脂，砂采用40/70目的硅砂；碱性酚醛树脂砂的混砂工艺为：将砂在混合搅拌机中干混0.5～1min，然后加入碱性酚醛树脂继续混制1.5～2min，最后卸料，卸料后在可使用时间之内尽快为面砂造型。

准备水玻璃砂，水玻璃采用模数2.4～2.6,密度1.48～1.52，砂采用40/70目的硅砂其中砂和水玻璃的质量比为100：（6～8）；水玻璃砂的混砂工艺为：将砂在混合搅拌机中干混0.5～1min，然后加入水玻璃继续混制1～2min，最后卸料，装在砂斗中覆盖塑料薄膜备用。

（2）复合将碱性酚醛树脂砂作为面层砂，保证面层砂的厚度为30～40mm，在模具上涂抹一层脱模剂,在砂型内预设砂钩,填充砂,紧实捣匀；将水玻璃砂作为背层砂，充满砂箱，填紧；

（3）硬化后取模在砂型上表面扎气眼,间距150mm，向铸型吹CO₂使砂型硬化，待砂型充分硬化后取模；所述CO₂气流量为0.7～0.9m³/h，吹气时间为50～90Sec；

（4）上涂料后合箱浇注取模后半小时上涂料，4小时后合箱浇注。

CO₂固化碱性酚醛树脂的机理是：碱性酚醛树脂中含有甲阶酚醛树脂和无机固化剂，其二者在CO₂的作用下，甲阶酚醛树脂与酸根离子进行交联反应使粘结剂固化；CO₂硬化水玻璃砂的机理是：CO₂气体与水玻璃溶液水解产物NaOH作用产生盐和水，并不断地将NaOH移去促使水玻璃水解成硅酸分子，硅酸分子间不断失水缩合形成硅酸溶胶，溶胶包覆在砂粒表面，从而将砂粒粘结在一起形成一定的强度。

本发明技术方案中的面层砂采用碱性酚醛树脂砂,背层砂采用水玻璃砂，结合了这两种造型材料的优点，统一采用CO₂固化；在砂成本增加有限的情况下,本发明的两种造型材料结合可提高铸件尺寸精度和表面光洁度；由于面层砂用砂量小,企业不用购置昂贵的砂再生设备，面层碱性酚醛树脂砂的溃散性好,可减轻清砂、焊补、打磨等环节的劳动强度并降低辅助材料的损耗；过去采用CO₂硬化水玻璃砂的中小型企业，在不需要增添任何设备的情况下可采用这种工艺生产一些质量要求较高的铸件,高要求铸件所带来的利润足以抵消砂成本有限的增加值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是采用本发明铸造工艺的模具的结构示意图；

图中，1.模具,2.通CO₂的气管,3.面层砂，4.背层砂，5.砂箱。

具体实施方式

实施例一

一种利用CO₂硬化碱性酚醛树脂砂和水玻璃砂的复合铸造工艺，具有如下过程：

⑴物料准备