[发明专利]耐火覆膜砂及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐火覆膜砂及其制备方法，该耐火覆膜砂由内到外依次包括耐火膜层、掺杂耐火颗粒的树脂层和润滑层，该耐火覆膜砂主要由特定配比的原砂、液体耐火材料、酚醛树脂、固体耐火材料、乌洛托品以及润滑剂覆膜而成。该耐火覆膜砂能够有效提升焙烧砂、烘干砂、再生砂制备的覆膜砂的耐火度或者耐热性，适用于铸钢件的生产应用，避免粘砂缺陷。

技术领域

本发明涉及覆膜砂技术领域，具体涉及一种耐火覆膜砂及其制备方法。

背景技术

覆膜砂是被广泛应用于铸铝、铸铁、铸钢上面，是当前最佳的造型材料之一。覆膜砂主要选用石英砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品及增强剂为原料制备而成。覆膜砂的制备方法主要有热法和冷法之分。其中，冷法制备工艺会大量应用乙醇，因严重威胁到生产安全被抛弃。现阶段主流的生产工艺为热法。热法制备覆膜砂的工艺步骤主要包括：将砂粒加热到一定温度，加入热塑性酚醛树脂使其呈熔融状态，搅拌使树脂包覆在砂粒表面，加入乌洛托品溶液以及润滑剂，冷却、破碎筛分后得到覆膜砂。

为节省资源和成本，目前覆膜砂大规模制备工艺主要使用再生砂作为原材料，耐火度偏低，在使用过程中会导致铸件表面粘砂，影响铸件的质量。常规焙烧砂、烘干砂的耐火度也相对要差。采用这些砂料制备的覆膜砂在直接应用于铸钢件生产过程中，会导致铸件出现严重的粘砂缺陷，从而限制了焙烧砂、烘干砂、再生砂在铸钢件中的应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种耐火覆膜砂及其制备方法，能够有效提升焙烧砂、烘干砂、再生砂制备的覆膜砂的耐火度或者耐热性，适用于铸钢件的生产应用，避免粘砂缺陷。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种耐火覆膜砂，包括硅砂芯和覆膜层；所述覆膜层至少包括耐火膜层、树脂层和润滑层，所述耐火膜层直接包覆所述硅砂芯的颗粒表面，所述树脂层包覆所述耐火膜层，且所述树脂层掺杂耐火颗粒，所述润滑层包覆所述树脂层。

本发明提供一种耐火覆膜砂，主要由如下重量份的原料覆膜而成：原砂100份、液体耐火材料2~10份、酚醛树脂2~6份、固体耐火材料2~6份、乌洛托品0.2~1.2份以及润滑剂0.2~2份。

在其中一些实施例中，所述液体耐火材料选自水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、液体耐火涂料中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述固体耐火材料选自石英粉、刚玉粉、玻璃纤维中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述润滑剂选自硬脂酸镁、硅油、乳化剂中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述原砂选自焙烧砂、烘干砂、再生砂中的至少一种。

本发明提供一种耐火覆膜砂的制备方法，包括如下步骤：提供原砂作为硅砂芯，并将原砂加热至180~250℃；转入碾轮式混砂机，随后加入液体耐火材料，在搅拌条件下，使硅砂芯表面形成耐火膜层；控制温度降低到130℃~160℃，加入酚醛树脂，继续搅拌反应，形成包覆所述耐火膜层的树脂层；再投入固态耐火材料，继续搅拌反应，得到掺杂耐火颗粒的树脂层；控制温度降低到105℃~115℃，投入乌洛托品水溶液，继续搅拌反应，得覆膜砂料；将覆膜砂料打散，投入润滑剂，形成包覆润滑层，筛分即得覆膜砂成品。

在其中一些实施例中，形成所述耐火膜层的工艺参数为：搅拌速度20~30R/s，搅拌时间20~30s。形成所述树脂层的工艺参数为：搅拌速度30~60R/s，搅拌时间20~40s。形成所述掺杂耐火颗粒的树脂层的工艺参数为：搅拌速度30~60R/s，搅拌时间20~30s。形成所述覆膜砂料的工艺参数为：搅拌速度60~90R/s，搅拌时间45~65s。形成所述润滑层的工艺参数为：搅拌速度60~90R/s，搅拌时间5~50s。

本发明还提供上述耐火覆膜砂在制备铸钢件产品中的应用。

与现有技术相比，本发明有益效果：