《翻砂铸造技术》word版

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1、翻砂铸造技术1．树脂固化砂工艺树脂砂的特点较多，如型芯砂高强度、高固化效率、高溃散性，铸件高精度、高表面质量，为大批量流水线生产各种复杂的中、小型铸件的型芯提供了一种理想的方法，从而很快在汽车、拖拉机和内燃机等行业得到了广泛应用。又由于其高强度、高精度、高溃散性，低的造型制芯劳动强度，对于满足多品种、小批量生产各种结构日趋复杂的中、大型铸件的型芯，也起了十分重要的作用。目前，树脂砂工艺繁多，可按其不同的硬化方式，分为如下三大类：加热硬化法、吹气硬化法和自硬法。1.加热硬化法此法系指型芯本体经过外部加热源进行加热，使型芯砂在一定温度和时间下固化成型的一种工艺。目

2、前在铸造生产中广泛应用的有：壳型法和热芯盒法两种。壳型法是一种开发最早、发展最快、应用甚广的高效造型、制芯工艺。由于覆膜砂的流动性、充型性和存放性均好，强度大、溃散性好，被汽车行业广泛应用于大批量生产各种结构复杂、质量要求高的型芯。热芯盒比壳型开发晚15年，由于它的型、芯砂制备简单，成型温度低，硬化速度快，在生产中也得到了应用，鉴于其型砂流动性差、存放性不好，吸湿性很大，含氮量较高，限制了它的应用，目前国外已开发了新型热芯盒树脂，效果较好，国内也在试用。由于这两种工艺操作方法基本相似，下面仅介绍壳型法。（1）壳型用原材料及其特性壳型用原材料主要是覆膜砂，它是由

3、硅砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品硬化剂、硬脂酸钙润滑剂及其他附加物等材料，在专门的混制设备上热法混制而成，铸造厂家可根据铸件的种类和不同结构的要求来选用，目前市场上可提供的覆膜砂系列产品的性能见表1。表1覆膜砂系列产品的性能（2）壳型、芯的制造工艺及其设备壳型、芯的制作方法一般有两种：翻斗法和吹砂法。翻斗法适用于壳型制作，而吹砂法多用于壳芯生产。吹砂法壳芯机又可分为底吹式和项吹式两大类。底吹式壳芯机制芯时，芯砂由底部吹入芯盒，吹芯压力为0.4～05MPa，吹砂时间为15～35s。由于芯砂由底部吹入芯盒，充填情况不如顶吹式理想，故一般适用于外形简单的壳芯。顶吹式壳

4、芯机制芯时，芯砂由芯盒顶部吹入，充填情况较好，但整机结构复杂，常用于结构较复杂的壳芯制造，其吹芯压力为0.l～0.3MPa，吹砂时间为3～8s。壳芯制造过程如下：把芯盒加热至210～250℃，吹入覆膜砂，这时覆膜砂上树脂受热融化、结壳后，翻转180º，使芯盒自动左右摇摆数次，排放出未固化的砂子，翻斗复位，壳型、芯继续硬化2～3min，便可顶出制好的壳型、芯。（3）发展前景在热法制芯中壳型、芯工艺是一种很有发展前途的高效制芯工艺，但是目前覆膜砂中树脂加入量高，生产成本高，铸件气孔及变形严重。同时它存在硬化温度高，硬化时间长，硬化时气味大等缺点。国内外正在开发各种

5、新型的低气味、高强度、速固化、流变性能好的改性酚醛树脂和低氮、无氮的硬化剂，并开发了新型覆膜混砂设备和；日砂再生设备。2．吹气硬化法此法系指型、芯本体不需加热，仅在气体催化剂作用下迅速固化成型的一种制芯工艺。这种工艺现有三乙胺法、SO2法和低毒、无毒气硬法等几种。目前在生产中仅三乙胺法得到广泛的应用。它的最大特点是硬化速度快，硬透性好，生产效率高；其次是芯盒不需加热，劳动条件好，芯盒生产成本低，现已在批量生产各种复杂的砂芯的汽车、拖拉机行业广为应用。（l）三乙胺法用原材料三乙胺法用原材料主要由硅砂、树脂和催化剂等组成。此法对硅砂要求甚严，特别是含水量＜0.2％

6、，含泥量＜0.3％（均指质量分数）。所用的树脂由二个组分组成；组分Ⅰ为苯醚型特制酚醛树脂，组分Ⅱ为聚异氰酸酯（PAPI）。为了降低树脂对硅砂及环境湿度的敏感性和适用于低温浇注铝合金铸件的需要，近年来，又开发了抗湿性树脂和铝合金专用树脂。催化剂为液态的三乙胺或二甲基乙胺，为了能使砂芯均匀硬化，液态三乙胺需要先雾化或汽化，再与惰性气体混合（常用的氮气），吹入芯盒，使砂芯硬化，以防止三乙胺气体浓度过大而引起爆炸。（2）三乙胺法制芯工艺及其设备三乙胺法制芯均在专用的冷芯盒射芯机上完成，所用射芯机的结构与普通射芯机相似，但增加了吹气机构和前后工序配套设备。前工序配套设备

7、有：混砂机、砂加热器、气体发生器、压缩空气干燥除湿系统、三乙胺气体雾化装置等。后工序配套设备包括废气净化系统。制芯的主要工序为：硅砂加热至25～35℃，将组分Ⅰ酚醛树脂加入砂中，混制1～2min，再加入组分Ⅱ（PAPI），继续混制1～2min。通常两组分加入量各为0.75％，即为砂的质量分数为1％～2％。然后在0.30～0.35MPa射砂压力下，把砂子射入芯盒，再将与载体混合、体积分数为2％的三乙胺气体，在0.2MPa压力下吹入芯盒，使型、芯砂迅速硬化，硬化时间一般为几秒或几十秒钟。型、芯硬化后，紧接着通过原来吹气系统，再吹入洁净干燥的空气，以便清洗型、芯砂中

8、的残胺，并可进一步提高它的强度。从芯盒