硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑的正交試驗研究

《硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑的正交試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑的正交試驗研究夏露，張友壽，黃晉（湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，武漢市，430068）摘要：通過正交試驗確定硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑的較優(yōu)配方，并對其進(jìn)行改進(jìn)，獲得最優(yōu)配方。性能測試結(jié)果表明：該復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑具有較高的室溫抗壓強(qiáng)度和良好的抗吸濕性。關(guān)鍵詞：硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑正交試驗室溫抗壓強(qiáng)度抗吸濕性中圖分類號:TG113.26+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A磷酸鹽作為粘結(jié)劑，特別是應(yīng)用在自硬砂方面，在國外已進(jìn)行了許多研究[1~3]。我國鑄造工作者對磷酸鹽類粘結(jié)劑的研究近年來也做了大量的工作[4~8]

2、，但還沒有在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用[9]。從目前的成果來看，磷酸鹽自硬砂具有良好的潰散性和高溫性能，制備方便、無毒、無味、無公害，與水玻璃和樹脂砂相比，具有其獨特的優(yōu)點。因此，對磷酸鹽粘結(jié)劑的開發(fā)研究具有積極意義。本文對硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑進(jìn)行了正交試驗研究。1試驗材料及試驗方法1.1試驗材料工業(yè)磷酸（85%）、氫氧化鋁、碳酸鎂、硼酸及蒸餾水；大林標(biāo)準(zhǔn)砂，NBS50／100（O）；固化劑為降低活性的電熔鎂砂粉。1.2試驗用儀器及設(shè)備DJ1C-1000W增力定時電動攪拌器、DZTW型調(diào)溫電熱套、密度計、SHY-A葉片式混砂機(jī)

3、（攪拌速度200r/min）、SYC錘擊式制樣機(jī)、SWY液壓萬能強(qiáng)度試驗機(jī)2正交試驗內(nèi)容及結(jié)果分析2.1粘結(jié)劑合成的正交試驗內(nèi)容采用正交試驗，結(jié)合極差分析和方差分析兩種方法確定硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑較優(yōu)配方。由于影響粘結(jié)劑性能的因素很多，試驗中，先固定工業(yè)磷酸的量為100ml。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)[5]報道，磷酸濃度為70%時，自硬砂性能最好，因此試驗中將磷酸濃度也作為一個因素，水平確定為85%（即市售）和70%（自配），以考察采用本文粘結(jié)劑合成方法時磷酸濃度對粘結(jié)劑性能的影響。蒸餾水的加入量隨試驗中各因素的水平而定，主要由粘

4、結(jié)劑的密度來控制，最終密度調(diào)整為1.50g／cm3左右。綜合考慮各因素的影響大小，同時又兼顧各因素之間的相互作用，正交試驗采用L18（21×37）表[10]，以室溫抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)。合成粘結(jié)劑的試驗因素以及水平如表1所示，表頭設(shè)計如表2所示。表1試驗因素及水平Table1Testfactorsandlevels因素水平氫氧化鋁A（g）硼酸B（g）碳酸鎂C(g)磷酸濃度D1360075％24041085％34485表2L18（21×37）正交試驗表頭設(shè)計Table2tableheaddesignoforthogonalexp

5、eriments列號12345678因素ABA×BCA×CB×CD2.2粘結(jié)劑的合成4首先將牙膏級氫氧化鋁和適量的蒸餾水加入三頸瓶中，開始加熱，并開動攪拌器（直至合成完畢），升溫至沸騰，再緩慢加入磷酸100ml，然后逐步加入過30目篩的硼酸，加熱到110～120℃恒溫，到反應(yīng)料透明為止。關(guān)閉電源，使反應(yīng)料溫度空冷至90℃以下，加入適量的蒸餾水后，再緩慢加入碳酸鎂粉末，使之充分溶解反應(yīng)，同時將密度調(diào)整到1.50g／cm3左右，制成均勻透明的溶液，關(guān)閉攪拌器，即獲得硼-鋁-鎂復(fù)合磷酸鹽粘結(jié)劑。單鹽磷酸鋁粘結(jié)劑合成時去掉加入硼

6、酸和碳酸鎂粉末的步驟即可2.3混砂工藝及性能測試標(biāo)準(zhǔn)砂+20％固化劑（占粘結(jié)劑量）+4%粘結(jié)劑（占砂量）出砂，然后在SYC錘擊式制樣機(jī)上制做φ50×50的標(biāo)準(zhǔn)試樣，每五個試樣為一組，在SWY型液壓萬能強(qiáng)度試驗機(jī)上分別測出自硬砂的室溫抗壓強(qiáng)度，去掉最大值和最小值后，取剩下三個值的平均值。2.4試驗數(shù)據(jù)處理及分析試驗數(shù)據(jù)見表3。表3L18（21×37）正交試驗表及自硬砂室溫抗壓強(qiáng)度Table3L18(21×37)orthogonalexperimenttableandroomtemperaturecompressivestr

7、engthofNon-bakedSand項目編號ABA×BCA×CB×CD（MPa）136031021275%0.6123641012175%1.3133682533375%1.7044002023175%2.0654043511375%2.42640811032275%1.2274401513275%1.20844421031175%0.3894483022375%1.80103601031385%2.52113642522285%2.21236831013185%2.38134003532185%1.77144041

8、1023385%1.10154082011285%1.931644021012385%0.76174443033285%2.15184481521185%1.33采用極差分析和方差分析兩種方法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。極差分析處理結(jié)果見表4。每個因子的同一水平的實驗結(jié)果作為一組，計算同一組實驗結(jié)果的平均值，即為水平均值K。