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)得到推廣和進步，已形成了一定規(guī)模，達到了一定水平。但是總的來說，規(guī)模不大，水平不高。規(guī)模不大，在發(fā)達國家采用冷固樹脂砂工藝生產(chǎn)的鑄造件已達到占鑄件總產(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)指標中最重要的一項指標是樹脂加入量應(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度的要求不同，如柴油機的機身，缸蓋等殼體件的型砂強度要求≥0.8MPa,芯砂則要求終強度≥1.2MPa,而某些結(jié)構(gòu)件則型砂終強度≥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）標準規(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到工藝要求的型砂強度所需加入的粘結(jié)劑越少，若砂子的堆積密度≥1.55g/cm樹脂加入量為1%即可達到終強度≥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，標準規(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，當粘結(jié)加入量≥2%時，

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。當粘結(jié)劑加入量≤1%時，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，但將使型砂終強度降低。固化劑的加入量大約為樹脂加入量的30-50%，當然，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（混砂均勻度及終強度）的關(guān)鍵，當減少粘結(jié)劑加入量特別是對于生產(chǎn)率較小的混砂機，其粘結(jié)劑定量泵在遠遠小于額定流量工作時定量精度較差，為彌補其偏差，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)混砂機為例，樹脂加入量為1%時大約為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的混砂機其流量將更

7、小，準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)速很低時定量精度也很高，但價格太貴，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

8、用占60-70%，樹脂加入量每降低0.1%（絕對值）