一種硅砂表面預(yù)處理工藝及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造用娃砂預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種娃砂表面預(yù)處理工藝及其 應(yīng)用，可W提高冷芯盒制芯法所得砂芯強(qiáng)度。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然娃砂中二氧化娃含量高，具有耐熱性好、粒型規(guī)整等特點(diǎn)，是鑄造砂型的重要 材料。目前，鑄造工業(yè)上采用冷芯盒法將樹脂作為粘接劑與天然娃砂混合，在固化劑作用下 使鑄造混合料硬化得到堅(jiān)硬的固態(tài)鑄造砂（芯）型模。冷芯盒制芯法所用娃砂要求較高，因 此在混樹脂砂前，通常需要對娃砂進(jìn)行預(yù)處理?，F(xiàn)有對原砂預(yù)處理的目是改變娃砂的物理 狀態(tài)，減少娃砂表面的雜質(zhì)，使之更適合殼型鑄造。目前工業(yè)生產(chǎn)中常見的預(yù)處理有水洗、 擦洗、烘干，改變原砂的表面狀態(tài)如酸洗，高溫賠燒。送些方法存在一些缺陷，水洗法處理后 原砂含泥較高，只能滿足普通的鑄造需求。酸洗法工藝復(fù)雜，且需要耐酸設(shè)備，同時(shí)酸類亦 昂貴和缺乏。高溫賠燒能清除娃砂表面的雜質(zhì)但賠燒會消耗大量的原料，造成空氣污染。冷 芯盒制芯法廣泛使用的樹脂粘接劑有酪醒樹脂、聚異氯酸醋樹脂和環(huán)氧樹脂等。固化后的 砂型模需要有一定的力學(xué)強(qiáng)度，W保證搬運(yùn)或德鑄過程中型模不被損壞。目前砂型模提高 強(qiáng)度的方法主要有；1、增加樹脂的用量，2、在樹脂和天然娃砂混合時(shí)添加偶聯(lián)劑，送些方法 存在一些缺陷，增加樹脂用量會使型模的發(fā)氣量增加，影響鑄件表面質(zhì)量且增加生產(chǎn)成本， 而在樹脂和天然娃砂混合時(shí)添加的偶聯(lián)劑并沒有添加在樹脂和天然娃砂的界面處，降低了 偶聯(lián)劑的效率，強(qiáng)度增加不顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種娃砂表面預(yù)處理工藝及其應(yīng) 用，該工藝采用娃砂表面預(yù)處理劑，將其在天然娃砂和樹脂混合前對天然娃砂進(jìn)行預(yù)處理， 可W提高砂型模的強(qiáng)度，降低型砂中的樹脂加入量，且成本低，能源消耗小，對型砂發(fā)氣量 影響小。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[0005] -種娃砂表面預(yù)處理工藝，該工藝首先對娃砂（原砂）依次進(jìn)行水洗和加熱烘干 處理，然后在娃砂表面噴涂娃砂表面預(yù)處理劑對其進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)烘干后再通過震動分組 (分級），震開粘接成團(tuán)的娃砂，從而獲得經(jīng)表面預(yù)處理后的娃砂；其中；按重量百分含量 計(jì)，所述娃砂表面預(yù)處理劑組成如下：
[000引 成膜劑1~5%;
[0007] 偶聯(lián)劑 0.3 ~1.5%;
[0008] 分散劑 0.2 ~0.7%;
[0009] 溶劑 92. 8 ~98. 5%。
[0010] 所述的成膜劑為水溶性高分子，具體可W為聚己二醇、淀粉和水溶性環(huán)氧樹脂中 的一種或幾種；所述偶聯(lián)劑為娃焼偶聯(lián)劑，可W為己氨基Η甲氧基娃焼偶聯(lián)劑（KH-550)、 γ-縮水甘油離氧丙基Η甲氧基娃焼（KH-560)或y-甲基丙帰醜氧基丙基Η甲氧基娃焼 (ΚΗ-570);所述的分散劑為陰離子表面活性劑，可W為十二烷基礙酸鋼、十六烷基礙酸鋼、 陰離子聚丙帰醜胺和烷基硫酸鋼中的一種或幾種；所述的溶劑為水或極性溶劑，極性溶劑 可W為丙麗或己醇。
[0011] 對娃砂（原砂）進(jìn)行水洗后，娃砂含水量較高，需要進(jìn)行加熱烘干處理，除掉水分。 加熱烘干處理后娃砂溫度控制在80~11(TC。
[0012] 對娃砂表面噴涂娃砂表面預(yù)處理劑時(shí)，娃砂的噴涂量根據(jù)具體要求設(shè)定。處理后 的娃砂帶有較高余溫，通過余溫烘干處理劑中的溶劑，留下有效成分。
[0013] 將經(jīng)上述娃砂表面預(yù)處理工藝獲得的娃砂應(yīng)用于冷芯盒制芯法制備砂芯。
[0014] 本發(fā)明的原理是；使用表面處理劑在娃砂表面包覆一層有機(jī)薄膜，改變娃砂的表 面化學(xué)性質(zhì)，提高娃砂與樹脂的粘接力，使砂芯的強(qiáng)度提高。在溶劑中溶解后的成膜劑能很 好的在娃砂表面鋪展。成膜劑需要在加熱條件下溶解，加熱溫度最好在98°C左右。成膜劑 在娃砂表面直接與樹脂接觸，成膜劑對娃砂的結(jié)合力將影響到砂型的力學(xué)性能。由于樹脂 與成膜劑的結(jié)合力比樹脂與娃砂的結(jié)合力強(qiáng)，所W處理后的砂型（芯）模強(qiáng)度能提高。成 膜劑還可W封堵住娃砂表面的孔隙，減少樹脂吸入量。偶聯(lián)劑在娃砂與樹脂之間形成化學(xué) 鍵，提高砂型的強(qiáng)度。分散劑可W增強(qiáng)成膜劑與娃砂的分散性與結(jié)合力。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
[0016] 1、經(jīng)過本發(fā)明處理后的娃砂，表面包覆一層有機(jī)薄膜，改變了娃砂表面的化學(xué)性 質(zhì)。增強(qiáng)樹脂與娃砂的粘接力，提高砂芯的強(qiáng)度。同時(shí)有機(jī)薄膜可W封堵住娃砂表面的孔 隙，可W減少樹脂的吸入量，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0017] 2、處理后原砂強(qiáng)度明顯提高，可W減少砂芯中樹脂的加入量，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約 能源。
【附圖說明】：
[0018] 圖1為娃砂表面預(yù)處理工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] W下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。W下實(shí)施例中，所述冷芯盒樹脂組分一為酪 醒樹脂，所述冷芯盒樹脂組分二為聚異氯酸醋。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明娃砂表面預(yù)處理工藝流程為；對天然娃砂水洗處理-加熱烘 干-處理劑配置-表面預(yù)處理-干燥-震動分級，即原砂加熱烘干后，在娃砂出口處增噴涂 設(shè)備，對原砂進(jìn)行表面處理，然后利用原砂加熱后的余溫烘干原砂上的溶劑。再經(jīng)過震動分 級，震松粘接成團(tuán)的原砂。處理后的原砂表面包覆有機(jī)薄膜，使樹脂與原砂的粘接力增加。 從而提高砂芯的強(qiáng)度。具體工藝如下：
[0021] (1)原砂水洗處理：首先對開采出來的娃砂放入的沖洗設(shè)備中進(jìn)行沖洗，除掉娃 砂表面大部分雜質(zhì)。
[0022] (2)加熱烘干；水洗后的娃砂含水量較高，需要進(jìn)行加熱干燥，除掉水分。出口處 娃砂溫度控制在100-120°C。
[002引 做配置處理劑：處理劑的組分及重量百分?jǐn)?shù)為；成膜劑；1 % -5% ;偶聯(lián)劑： 0. 3% -1. 5% ;分散劑；0. 2% -0. 7% ;溶劑為92. 8% -98. 5%。所述的成膜劑為水溶性高 分子，所述偶聯(lián)劑為娃焼偶聯(lián)劑，所述的分散劑為陰離子表面活性劑，所述的溶劑為水或極 性溶劑。按重量分?jǐn)?shù)準(zhǔn)確稱取各組分并投入到反應(yīng)蓋中，加熱攬拌混勻，加熱溫度控制在 90-98°C。待固體完全溶解后，攬拌冷卻至室溫，得到娃砂表面預(yù)處理劑，備用。
[0024] (4)增設(shè)有機(jī)表面預(yù)處理：在加熱設(shè)備出口處增設(shè)噴涂設(shè)備，將娃砂表面預(yù)處理 劑倒入噴涂設(shè)備中，對原砂進(jìn)行有機(jī)表面預(yù)處理。原砂