冷固树脂砂降低粘结剂消耗的途径

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1、冷固树脂砂降低粘结剂消耗的途径冷固树脂砂技术，自80年代初期在我国采用（用于批量铸件生产）已有近20年的历史，由于广大铸造工作者的努力，使树脂砂应用技术得到推广和进步，已形成了一定规模，达到了一定水平。但是总的来说，规模不大，水平不高。规模不大，在发达国家采用冷固树脂砂工艺生产的铸造件已达到占铸件总产量的30%以上，而在我国尚不足10%，采用冷固树脂砂工艺的厂家仅占5%左右。水平不高，机电部91年由树脂砂技术推广小组制定的主要技术指标中最重要的一项指标是树脂加入量应控制在1%左右，目前仅有少数企业达到这一水平。粘结剂加入量过高，不仅易造成铸件缺陷，而且由于成

2、本的提高限制了树脂砂技术的推广。因此寻求降低粘结剂消耗量的途径成为树脂砂技术的重要课题。本文将就这一问题进行探讨。1．影响粘结剂加入量的因素。首先粘结剂的加入量取决于不同铸件对型砂强度的要求不同，如柴油机的机身，缸盖等壳体件的型砂强度要求≥0.8MPa,芯砂则要求终强度≥1.2MPa,而某些结构件则型砂终强度≥0.6MPa即可满足工艺要求。除些之外，还有很多因素决定了粘结剂的加入量，其中主要的是：（1）砂子的质量；（2）型砂的高温性能；（3）固化过程的放热性能；（4）混砂过程的定量精度等。1-1砂子的质量砂子（原砂）的质量是决定粘结剂加入量的根本的因素。树脂

3、砂型砂的强度取决于树脂聚缩合反应形成的联接键桥的数量和粗大程度，这将取决于砂子的比表面积，砂子的比表面积越小越有利于形成更多更粗大的联接键桥，型砂的终强度就高。这主要取决于砂子的粒形、粒度分布及微粉含量。用于树脂砂的硅砂，最理想的粒形是球形或椭球形，而多角形砂粒的含量越少越好。另一方面要求砂子的筛分范围（粒度分布）较宽，紧实较高，目前多采用FES筛砂，较之三筛砂更好。微粉含量也必须控制（微粉含量是指桂砂中粒度为0.075mm筛~底盘的颗粒部分--即0.106mm筛以下的部分）标准规定微粉含量应≤0.5%。衡量砂子这方面质量的最直观的方法，就是测一下砂子的自然

4、堆积密度自然堆积密度越大达到工艺要求的型砂强度所需加入的粘结剂越少，若砂子的堆积密度≥1.55g/cm树脂加入量为1%即可达到终强度≥0.6MPa，堆积密度≤1.5g/cm的硅砂，不易用于树脂砂。对于呋喃自硬树脂砂而言，砂子的酸值耗也是不可忽视的指标，标准规定原砂的酸耗值≤5Ml/50g,否则将大在增加粘结剂的消耗量。用于树脂砂的原砂，必须采用干砂，含水量≤0.2%，由于树脂砂的固化过程是失水的聚缩合反应，砂中的水在聚缩合反应过程中的“降解”和“解析”作用使型砂终强度大大降低。1-2型砂的高温性能型砂的高温性能取决于粘结剂加入量的多少，当粘结加入量≥2%时，

5、在浇注型砂加热过程中形成热塑性，造成铸型膨胀使铸件热节边缘开裂及铸件疏松。当粘结剂加入量≤1%时，型砂则出现热脆性，将会造成型砂表面脱落，型芯开裂，使铸件产生毛刺、夹砂等缺陷。由于树脂砂的这一性能决定了粘结剂的合理加入量范围为1-2%，其相应的树脂加入量为0.8-1.5%。1-3固化过程的放热性能树脂杪的固化过程产生放热反应，这一热量有助于其固化过程。使有过低的固化剂，由于放热不足将使这一过程减缓，从而延长了起模时间，降低生产率，相反使用过高的固化剂，尽管回快了固化速度，但将使型砂终强度降低。固化剂的加入量大约为树脂加入量的30-50%，当然，它最将取决于环

6、境温度、湿度及砂子的温度。1-4定量精度的问题粘结剂定量泵的定量精度是保证型砂质量（混砂均匀度及终强度）的关键，当减少粘结剂加入量特别是对于生产率较小的混砂机，其粘结剂定量泵在远远小于额定流量工作时定量精度较差，为弥补其偏差，需稍微提高粘结剂的加入量，因此对于小流量的连续混砂机选用小流量的定量泵尤为重要。目前国内生产的隔膜泵，最小的为2.5t/min（即3000g/min左右）以5t/h的连续混砂机为例，树脂加入量为1%时大约为830g/min，而固化剂加入量大约为300g/min（为树脂的36%）仅为额定流量的1/10。3t/h、2t/h的混砂机其流量将更

7、小，准确定量的难度将更大。单螺杆泵的定量精度最高（±1%，而隔膜泵为±2.45%），目前引进设备使用的单螺杆泵，最小直经为∮15，额定流量为1500g/100r，转速很低时定量精度也很高，但价格太贵，每台泵4-5万元，目前国内某些企业也在研制，但都不太过关。综上所述，由于各种因素的限制，粘结剂的加入量最低为1%，树脂加入量为0.8%左右；粘结剂的最高加入量2%，树脂加入量为1.5%左右。2．降低粘结剂消耗的途径在保证型砂性能满足工艺要求的前提下，最大限度地降低粘结剂的加入量在降低铸件成本中起到很重要的作用。树脂砂型有成本大约为200元/t左右，其中粘结剂的费

8、用占60-70%，树脂加入量每降低0.1%（绝对值）