呋喃树脂自硬砂控制技术.pdf

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造型材料
呋喃树脂自硬砂控制技术
程利军,零正技,罗勇
(广西柳工机械股份有限公司,广西柳州545007)
摘要:主要从硅砂的性能要求、造型过程的控制和再生砂的回用等对呹哨树脂自硬砂技
术进行了探讨
关键词:呋喃树脂自硬砂;硅砂;造型;再生砂;在线检测
中图分类号:TG221.2文献标识码:B文章编号:1673-3320(2008)05-0005-04
The Control Technology of Funan Resin Sand
CHENG Li-jun, LING Zheng-ji, LUO Yong
(Guangxi Liugong Machinery Co, Ltd, Liuzhou 545007, China)
Abstract: The technology of Funan resin sand, including the characteristic of silica sand, the
control of moulding process and the technology of reclaimed sand is discussed
Key Words: Funan resin sand; Silica sand; Moulding process; Reclaimed sand; On-line respect
随着中国制造业近几年的长足发展,中国发生粘砂缺陷的前提下,宜尽可能提高硅砂的粒
的铸造业也迎来了历史上最好的发展机遇。目度
前,我国铸件的产量已连续多年位居世界之首
图1为自硬砂“8”字试样测得的抗拉强度和
庆喃树脂自硬砂工艺由于其生产周期短、铸件表砂型粒度组成的关系曲线。
面精度高、铸件质量容易控制、柔性化制造能力
高等特点,已经被广泛地应用到机床铸件、耐磨
铸件、工程机械铸件等产品中。而铸造企业能否
发挥呋喃树脂自硬砂的特点,有效地提高铸件的
质量,与型砂的控制技术有着密切的关系。砂型愿9
铸造行业公认型砂控制技术、熔炼控制技术和管
0.8
理水平三者決定了一个恃造厂在市场上的竞争能07
力,由此可见型砂的控制技术在铸造业中的重要
0.5
性。本文就呋喃树脂砂的相关控制技术进行一些
78.5081.4082.7387.3490.1090.90
粒度(
注:实验型砂组成的余量为0.212目以下
1硅砂的技术要求
图1试样抗拉强度与型砂粒度关系
硅砂的粒度组成
2硅砂的角形系数
硅砂的粒度反映了硅砂的颗粒大小和分布状
硅砂的角形系数S=Sw/St,式中:Sw-硅砂的
态。由于自硬砂强度的获得是依靠呋喃树脂“包实际比表面积/(cm2g),St-硅砂的理论比表面
覆”硅砂表面形成的高分子链,所以硅砂的粒度积/(cm2g')。
越细,从理论上说获得同样强度的树脂消耗量就
硅秒的角形系数越小,表面就越圆整,同样
越大,型砂的成本也就越高,所以在保证铸件不体积的硅砂表面积越小,硅砂和呋喃树脂的物理
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5
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铸造
Foundry Engineering
和化学结合力就越强,获得问样的抗拉强度需要
的树脂消耗量就越低。作为自硬砂用的硅砂角形
60
时
系数要求≤1.30,最好≤1.15
50
1.3硅砂的加工处理
40
由于天然硅砂有大量直径小于0.02mm的泥
分和一些污染物及碱性物质。泥分的存在极大地
降低了硅砂的粒度组成,提高了树脂的消耗量,
同时碱性的物质在树脂砂硬化过程中消耗了大量
1.01.52.02.53.03.54.0
的催化剂对甲苯磺酸等,造成砂型硬化很慢
序号
甚至不硬化,所以硅砂必须经过擦洗和粒度分选
图3理想的自硬砂时间控制曲线图
处理。在处理过程中,必须注意对擦洗用水的管
混碾时间越长,自硬砂混碾效果越好。但由
理。一些硅砂供应商擦洗用水控制不严,使含泥于树脂硬化反应的限制,混碾时间不可能很长,
量超标或碱度过大,导致擦洗砂质量较差。好工艺控制最好在10~30s左右,这就要求混砂机
的擦洗砂泥分的质量分数应≤0.3%,耗酸值应的混砂效率要高。可使用时间越长,型砂的充填
≤5mL
和紧实性能越好,越有利于砂型的紧实。
4Si02含量
2.2紧实率的控制
作为自硬砂用硅砂的SiO2含量应不低于
由于树脂砂流动性好,在生产过程中无须
98%,原因在于大多数铸造厂自硬砂都在经过再通过紧实就可获得所需要的抗拉强度,故树脂砂
生后使用。SiO2含量越低,硅砂经重复使用后的的紧实很多铸造厂未给予高度的重视,甚至认为
破碎率越高,再生砂的粒度会变细,这就大大地没有必要。经实际测试,在同种材料同样配比的
增加了树脂的耗用量(见图2)。
条件下,紧实过的型砂抗拉强度是未紧实过的2
数据平均值
倍以上,由此可见型砂紧实的重要性。有些厂认
为强度不足只是由于树脂添加量不足或材料质量
有问题,实际上却是由于工人在可使用时间内没
1.0
有紧实造成的。砂型没有经过紧实,也容易给铸
件质量带来相当不利的影响,如铸件出现大面积
0.
粘砂、甚至导致无法清理而报废,砂眼缺陷明显
增加等。所以对于紧实率应给予高度重视,砂型
0.5
的紧实程度越高越好,不但可以降低树脂的加入
98.3298.3698.4299.0099.0190.03
Sio (%)
量,同时也可减少铸件的粘砂、夹砂等缺陷。当
图2Si02含量与抗拉强度关系
然,砂型紧实必须在可使用时间内完成,而且越
快越好,否则紧实不但不会增加强度,反而会破
呋喃树脂自硬砂混碾工艺参数的控制
坏自硬砂在硬化过程中由树脂化学反应形成的高
2.1时间的控制
分子链,大大地降低砂型的强度。
混碾时间一一是指物料(树脂、催化剂、硅2.3物料加入比例
砂)从加料到混合均匀的时间。
在通常情况下,树脂的加入比例约为硅砂的
可使用时间
是指自硬砂从混碾后到便化0.8%~1.2%,催化剂为树脂的30%~50%。在实
开始反映的时间。
际生产中,由于硅砂的定量原理,大多使用气动
起模时间一一是指自硬砂型砂开始固化到强砂闸依靠压缩空气打开砂门,这样会出现由于压
度达到70%~80%终强度的时间
缩空气压力的波动、砂斗砂量的变化、砂闸的机
硬化时间一一是指自硬砂型砂开始固化到完械磨损导致砂量波动较大。由于砂量的波动,使
全固化的时间
树脂和催化剂的加入比例发生变化,从而导致砂
理想的自硬砂时间控制曲线如图3所示。
型的质量出现异常波动。所以,对于自硬砂三种
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