冷固樹脂砂降低粘結(jié)劑消耗的途徑

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1、冷固樹脂砂降低粘結(jié)劑消耗的途徑冷固樹脂砂技術(shù)，自80年代初期在我國采用（用于批量鑄件生產(chǎn)）已有近20年的歷史，由于廣大鑄造工作者的努力，使樹脂砂應(yīng)用技術(shù)得到推廣和進(jìn)步，已形成了一定規(guī)模，達(dá)到了一定水平。但是總的來說，規(guī)模不大，水平不高。規(guī)模不大，在發(fā)達(dá)國家采用冷固樹脂砂工藝生產(chǎn)的鑄造件已達(dá)到占鑄件總產(chǎn)量的30%以上，而在我國尚不足10%，采用冷固樹脂砂工藝的廠家僅占5%左右。水平不高，機(jī)電部91年由樹脂砂技術(shù)推廣小組制定的主要技術(shù)指標(biāo)中最重要的一項(xiàng)指標(biāo)是樹脂加入量應(yīng)控制在1%左右，目前僅有少數(shù)企業(yè)達(dá)到這一水平。粘結(jié)劑加入量過高，不僅易造成鑄件缺陷，而且由于成

2、本的提高限制了樹脂砂技術(shù)的推廣。因此尋求降低粘結(jié)劑消耗量的途徑成為樹脂砂技術(shù)的重要課題。本文將就這一問題進(jìn)行探討。1．影響粘結(jié)劑加入量的因素。首先粘結(jié)劑的加入量取決于不同鑄件對型砂強(qiáng)度的要求不同，如柴油機(jī)的機(jī)身，缸蓋等殼體件的型砂強(qiáng)度要求≥0.8MPa,芯砂則要求終強(qiáng)度≥1.2MPa,而某些結(jié)構(gòu)件則型砂終強(qiáng)度≥0.6MPa即可滿足工藝要求。除些之外，還有很多因素決定了粘結(jié)劑的加入量，其中主要的是：（1）砂子的質(zhì)量；（2）型砂的高溫性能；（3）固化過程的放熱性能；（4）混砂過程的定量精度等。1-1砂子的質(zhì)量砂子（原砂）的質(zhì)量是決定粘結(jié)劑加入量的根本的因素。樹脂

3、砂型砂的強(qiáng)度取決于樹脂聚縮合反應(yīng)形成的聯(lián)接鍵橋的數(shù)量和粗大程度，這將取決于砂子的比表面積，砂子的比表面積越小越有利于形成更多更粗大的聯(lián)接鍵橋，型砂的終強(qiáng)度就高。這主要取決于砂子的粒形、粒度分布及微粉含量。用于樹脂砂的硅砂，最理想的粒形是球形或橢球形，而多角形砂粒的含量越少越好。另一方面要求砂子的篩分范圍（粒度分布）較寬，緊實(shí)較高，目前多采用FES篩砂，較之三篩砂更好。微粉含量也必須控制（微粉含量是指桂砂中粒度為0.075mm篩~底盤的顆粒部分--即0.106mm篩以下的部分）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定微粉含量應(yīng)≤0.5%。衡量砂子這方面質(zhì)量的最直觀的方法，就是測一下砂子的自然

4、堆積密度自然堆積密度越大達(dá)到工藝要求的型砂強(qiáng)度所需加入的粘結(jié)劑越少，若砂子的堆積密度≥1.55g/cm樹脂加入量為1%即可達(dá)到終強(qiáng)度≥0.6MPa，堆積密度≤1.5g/cm的硅砂，不易用于樹脂砂。對于呋喃自硬樹脂砂而言，砂子的酸值耗也是不可忽視的指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定原砂的酸耗值≤5Ml/50g,否則將大在增加粘結(jié)劑的消耗量。用于樹脂砂的原砂，必須采用干砂，含水量≤0.2%，由于樹脂砂的固化過程是失水的聚縮合反應(yīng)，砂中的水在聚縮合反應(yīng)過程中的“降解”和“解析”作用使型砂終強(qiáng)度大大降低。1-2型砂的高溫性能型砂的高溫性能取決于粘結(jié)劑加入量的多少，當(dāng)粘結(jié)加入量≥2%時(shí)，

5、在澆注型砂加熱過程中形成熱塑性，造成鑄型膨脹使鑄件熱節(jié)邊緣開裂及鑄件疏松。當(dāng)粘結(jié)劑加入量≤1%時(shí)，型砂則出現(xiàn)熱脆性，將會造成型砂表面脫落，型芯開裂，使鑄件產(chǎn)生毛刺、夾砂等缺陷。由于樹脂砂的這一性能決定了粘結(jié)劑的合理加入量范圍為1-2%，其相應(yīng)的樹脂加入量為0.8-1.5%。1-3固化過程的放熱性能樹脂杪的固化過程產(chǎn)生放熱反應(yīng)，這一熱量有助于其固化過程。使有過低的固化劑，由于放熱不足將使這一過程減緩，從而延長了起模時(shí)間，降低生產(chǎn)率，相反使用過高的固化劑，盡管回快了固化速度，但將使型砂終強(qiáng)度降低。固化劑的加入量大約為樹脂加入量的30-50%，當(dāng)然，它最將取決于環(huán)

6、境溫度、濕度及砂子的溫度。1-4定量精度的問題粘結(jié)劑定量泵的定量精度是保證型砂質(zhì)量（混砂均勻度及終強(qiáng)度）的關(guān)鍵，當(dāng)減少粘結(jié)劑加入量特別是對于生產(chǎn)率較小的混砂機(jī)，其粘結(jié)劑定量泵在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定流量工作時(shí)定量精度較差，為彌補(bǔ)其偏差，需稍微提高粘結(jié)劑的加入量，因此對于小流量的連續(xù)混砂機(jī)選用小流量的定量泵尤為重要。目前國內(nèi)生產(chǎn)的隔膜泵，最小的為2.5t/min（即3000g/min左右）以5t/h的連續(xù)混砂機(jī)為例，樹脂加入量為1%時(shí)大約為830g/min，而固化劑加入量大約為300g/min（為樹脂的36%）僅為額定流量的1/10。3t/h、2t/h的混砂機(jī)其流量將更

7、小，準(zhǔn)確定量的難度將更大。單螺桿泵的定量精度最高（±1%，而隔膜泵為±2.45%），目前引進(jìn)設(shè)備使用的單螺桿泵，最小直經(jīng)為∮15，額定流量為1500g/100r，轉(zhuǎn)速很低時(shí)定量精度也很高，但價(jià)格太貴，每臺泵4-5萬元，目前國內(nèi)某些企業(yè)也在研制，但都不太過關(guān)。綜上所述，由于各種因素的限制，粘結(jié)劑的加入量最低為1%，樹脂加入量為0.8%左右；粘結(jié)劑的最高加入量2%，樹脂加入量為1.5%左右。2．降低粘結(jié)劑消耗的途徑在保證型砂性能滿足工藝要求的前提下，最大限度地降低粘結(jié)劑的加入量在降低鑄件成本中起到很重要的作用。樹脂砂型有成本大約為200元/t左右，其中粘結(jié)劑的費(fèi)

8、用占60-70%，樹脂加入量每降低0.1%（絕對值）