一種泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及型砂生產技術領域，具體涉及一種泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂。
【背景技術】
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[0002]型砂是在鑄造中用來造型的材料，一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。按所用粘結劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。型砂在鑄造生產中的作用極為重要，因型砂的質量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30-50%。通常對型砂的要求是:(1)具有較高的強度和熱穩定性，以承受各種外力和高溫的作用；(2)良好的流動性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動的能力；(3) —定的可塑性，即型砂在外力作用下變形，當外力去除后能保持所給予的形狀的能力；(4)較好的透氣性，即型砂孔隙透過氣體的能力；(5)高的潰散性，又稱出砂性，即在鑄件凝固后型砂是否容易破壞，是否容易從鑄件上清除的性能。
[0003]樹脂砂由硅砂、樹脂和硬化劑等混合配制而成。常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、堿性酚醛樹脂及尿烷樹脂。用這種型砂制成的砂型強度高、尺寸偏差小、潰散性好、能源消耗少，可用于鑄鋼、鑄鐵及鑄造有色合金鑄件的生產，鑄件的表面質量和尺寸精度高，因此樹脂砂是一種很有發展前途的造型砂。由于泵體結構復雜，其鑄造時對型砂的性能要求比一般簡單鑄件高，因此急需開發出一種專用于泵體鑄造的型砂，以進一步降低生產成本和提高泵體鑄件質量。
【發明內容】
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[0004]本發明所要解決的技術問題在于提供一種生產成本低、性能優異的泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂。
[0005]本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現:
[0006]一種泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂，由如下質量份數的原料制成:
[0007]石英砂90-100份、呋喃樹脂8-10份、納米碳纖維3_5份、脫硫石膏粉12_15份、莫來石粉8-10份、蛭石粉5-8份、礦物纖維4-7份、棕櫚蠟2-3份、濃硝酸0.5-1份、乙酸乙酯
10-15 份、水 25-30 份；
[0008]其制備方法如下:
[0009](I)先將呋喃樹脂溶解于乙酸乙酯中，再加入納米碳纖維和濃硝酸，分散均勻后于超聲頻率22kHz、功率100W下超聲處理25-35min，然后將混合液蒸發濃縮，剩余物于70-80°C烘干機中烘干，最后將其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘結劑；
[0010](2)將脫硫石膏粉、莫來石粉和蛭石粉加入高速混合機中，升溫至50-60 °C混合10_15min，再加入石英砂、礦物纖維和棕櫚錯，混合10_15min后降溫至25-30°C，隨后加入改性粘結劑和水，繼續混合15-20min，即得混合物料；
[0011](3)將混合物料先于50-60°C烘干機中干燥3-5h，然后升溫至90-100°C干燥2-3h，再經粉碎機粉碎，最后過270-400目篩，即得目標型砂。
[0012]所述納米碳纖維使用前先置于70-80°C烘干機中烘干，然后于350-400°C下煅燒2_4h，再于500-550°C下煅燒l_3h，經冷卻降溫至室溫后即可使用。
[0013]所述呋喃樹脂選自糠醇酚醛樹脂、糠醇尿醛樹脂中的一種或兩種的混合。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015](I)所用原料無毒無害，是一種環境友好型造型材料，且生產成本較低；
[0016](2)采用負載有納米碳纖維的呋喃樹脂作為粘結劑，有利于提高型砂的綜合性會K ;
[0017](3)制得的型砂具有較強的耐高溫性、耐磨性、流動性、可塑性、透氣性和潰散性，適用于泵體及其他多種工件的鑄造；
[0018](4)可回收再使用，回收率在90 %以上。
【具體實施方式】
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[0019]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0020]實施例1
[0021](I)先將8kg糠醇酚醛樹脂溶解于1kg乙酸乙酯中，再加入3kg納米碳纖維和0.5kg濃硝酸，分散均勻后于超聲頻率22kHz、功率100W下超聲處理30min，然后將混合液蒸發濃縮，剩余物于70-80°C烘干機中烘干，最后將其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘結劑；
[0022](2)將12kg脫硫石膏粉、8kg莫來石粉和5kg蛭石粉加入高速混合機中，升溫至50_60°C混合lOmin，再加入石英砂90kg、4kg礦物纖維和2kg棕櫚錯，混合15min后降溫至25-30 0C，隨后加入改性粘結劑和25kg水，繼續混合20min，即得混合物料；
[0023](3)將混合物料先于50-60°C烘干機中干燥5h，然后升溫至90-100°C干燥3h，再經粉碎機粉碎，最后過270目篩，即得目標型砂。
[0024]其中，納米碳纖維使用前先置于70-80°C烘干機中烘干，然后于350-400°C下煅燒4h，再于500-550 °C下煅燒2h，經冷卻降溫至室溫后即可使用。
[0025]實施例2
[0026](I)先將9kg糠醇尿醛樹脂溶解于12kg乙酸乙酯中，再加入4kg納米碳纖維和0.5kg濃硝酸，分散均勻后于超聲頻率22kHz、功率10W下超聲處理30min，然后將混合液蒸發濃縮，剩余物于70-80°C烘干機中烘干，最后將其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘結劑；
[0027](2)將13kg脫硫石膏粉、9kg莫來石粉和6kg蛭石粉加入高速混合機中，升溫至50-60°C混合lOmin，再加入石英砂95kg、6kg礦物纖維和2kg棕櫚錯，混合15min后降溫至25-30 0C，隨后加入改性粘結劑和25kg水，繼續混合20min，即得混合物料；
[0028](3)將混合物料先于50-60°C烘干機中干燥5h，然后升溫至90-100°C干燥3h，再經粉碎機粉碎，最后過270目篩，即得目標型砂。
[0029]其中，納米碳纖維使用前先置于70-80°C烘干機中烘干，然后于350-400°C下煅燒4h，再于500-550 °C下煅燒2h，經冷卻降溫至室溫后即可使用。
[0030]實施例3
[0031](I)先將1kg糠醇酚醛樹脂溶解于15kg乙酸乙酯中，再加入5kg納米碳纖維和Ikg濃硝酸，分散均勻后于超聲頻率22kHz、功率100W下超聲處理30min，然后將混合液蒸發濃縮，剩余物于70-80°C烘干機中烘干，最后將其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘結劑；
[0032](2)將15kg脫硫石膏粉、1kg莫來石粉和8kg蛭石粉加入高速混合機中，升溫至50_60°C混合lOmin，再加入石英砂100kg、7kg礦物纖維和3kg棕櫚錯，混合15min后降溫至25-30 0C，隨后加入改性粘結劑和30kg水，繼續混合20min，即得混合物料；
[0033](3)將混合物料先于50-60°C烘干機中干燥5h，然后升溫至90-100°C干燥3h，再經粉碎機粉碎，最后過270目篩，即得目標型砂。
[0034]其中，納米碳纖維使用前先置于70-80°C烘干機中烘干，然后于350-400°C下煅燒4h，再于500-550 °C下煅燒2h，經冷卻降溫至室溫后即可使用。
[0035]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂，其特征在于，由如下質量份數的原料制成: 石英砂90-100份、呋喃樹脂8-10份、納米碳纖維3-5份、脫硫石膏粉12-15份、莫來石粉8-10份、蛭石粉5-8份、礦物纖維4-7份、棕櫚蠟2-3份、濃硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份； 其制備方法如下: (1)先將呋喃樹脂溶解于乙酸乙酯中，再加入納米碳纖維和濃硝酸，分散均勻后于超聲頻率22kHz、功率100W下超聲處理25-35min，然后將混合液蒸發濃縮，剩余物于70_80°C烘干機中烘干，最后將其研磨成粒度小于30 μ m的粉末，即得改性粘結劑； (2)將脫硫石膏粉、莫來石粉和蛭石粉加入高速混合機中，升溫至50-600C混合10_15min，再加入石英砂、礦物纖維和棕櫚錯，混合10_15min后降溫至25-30°C，隨后加入改性粘結劑和水，繼續混合15-20min，即得混合物料； (3)將混合物料先于50-600C烘干機中干燥3-5h，然后升溫至90-100 °C干燥2_3h，再經粉碎機粉碎，最后過270-400目篩，即得目標型砂。2.根據權利要求1所述的泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂，其特征在于:所述納米碳纖維使用前先置于70-80°C烘干機中烘干，然后于350-400°C下煅燒2_4h，再于500-550°C下煅燒l_3h，經冷卻降溫至室溫后即可使用。3.根據權利要求1所述的泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂，其特征在于:所述呋喃樹脂選自糠醇酚醛樹脂、糠醇尿醛樹脂中的一種或兩種的混合。
【專利摘要】本發明公開了一種泵體鑄造用呋喃樹脂負載納米碳纖維改性型砂，涉及型砂生產技術領域，由如下質量份數的原料制成：石英砂90-100份、呋喃樹脂8-10份、納米碳纖維3-5份、脫硫石膏粉12-15份、莫來石粉8-10份、蛭石粉5-8份、礦物纖維4-7份、棕櫚蠟2-3份、濃硝酸0.5-1份、乙酸乙酯10-15份、水25-30份。本發明采用負載有納米碳纖維的呋喃樹脂作為粘結劑，有利于提高型砂的綜合性能；并且制得的型砂具有較強的耐高溫性、耐磨性、流動性、可塑性、透氣性和潰散性，適用于泵體及其他多種工件的鑄造。
【IPC分類】B22C1/22, B22C1/00
【公開號】CN104985109
【申請號】CN201510390922
【發明人】何祥炎, 許吉軍, 張潮海
【申請人】安徽三聯泵業股份有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月6日