呋喃树脂铸造工艺.doc

呋喃树脂铸造工艺.doc树脂砂工艺第一章/概论1-1口硬n夫喃树脂砂的概念自硬咲喃树脂砂的命名来源于英语的FuranNo-Bakeprocess,它表示以咲喃树脂为粘结剂,并加入催化剂混制出型砂,不需烘烤或通硕化气体,即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂",其至“树脂砂"。以下介绍两个基木概念。一、 卩夫喃树脂的概念由碳原子和其它元素原子(如0、S、N等)共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。含有杂环的有机化合物叫做朵环化合物。所谓“咲喃J是含有一个氧原了的五员朵环有机化合物,它是表示一族化合物的基本结构总称。在咲喃系中不带取代基的杂环作为母体,叫做“咲喃",它的衍生物则根据母体来命名。咲喃木身在互业上并无什么用途,但它的衍主物——糠醛和糠醇,却是互业上的重要原料,它们是最重要的咲喃衍生物,糠醛学名叫a——咬喃甲醛,糠醇***名叫咲喃卬醇。它们的分子结构如下:含有糠醇的树脂称为咲喃树脂。作为铸造粘结剂用的咲喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿索、甲醛或苯酚等缩合而成的,如尿醛味喃树脂(UF/FA)、酚醛咲喃树丿]旨(PF/FA)、酚腺醛咲喃树脂(UPF—FA)和甲醛——糠醇树脂(F/FA)等。二、 口夫喃树脂的硕化机理根据咲喃树脂的组成不同,分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化(即“自硬T的咲喃树脂一•般糠醇含量都超过50%。其硬化机构很复杂,现在还未完全弄清楚,但基木的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和咲喃环的第五位氢之间的脱水缩合,此外咲喃环的断裂生成乙酰丙酸,第一醇基间脱水生成瞇和醛等等的反应。—1自硬咲喃树脂砂的优缺点一、自硬咲喃树脂砂具有以卜•优点:、棱角清晰、尺寸精度高。这是由于树脂砂造型可以排除许多使型(芯)变形的因素。1」型砂流动性好,不需捣固机紧实,减少了模样(芯盒)的伤损和变形。(芯)同化后起模,减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型(芯)引起的变形。1・3无需修型,减少了修型时引起的变形。1・4无需烘烤,减少了因烘烤造成的铸型(芯)变形。、表面稳定性好,故芯头间隙小、分型负数小,减少了下芯、配模过程屮铸型的破损和变形,保证了配模精度。(芯)皱度高,热稳定性好,可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象,减少了铸型的热冲击变形(如胀砂等)。1・7型砂的溃散性好,清理、打磨容易,从而减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害。综上所述,由于在各个工序中都最大限度地排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因素,所以树脂砂铸件的铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比粘土烘模砂可以提高1—2级,达到CT7-9级精度和1—2mm/600mm的平一直度,表面粗糙度更大有改观。2・造型效率高,提高了生产率和场地利用率,缩短了生产周期。这是由于。、型砂流动性好,不需捣固机紧实,节省了大量的捣固工作量,使造型操作大为简化;,节约了起模后修型工作量。(芯)上醇基涂料点干后可省去烘干工序,节约了工时和场地;,使砂处理为封闭系统,便于机械化,可以节约大量旧砂处理,型砂混制、运输等辅助劳动。,落砂容易,修整工作量少。(芯)前的准备工作量。如插芯固等。根据一般统计,用口硬咲喃树脂砂代替粘土烘模砂后,生产效率可提高40—100%,单位造型面积产量可提高20—50%o3•减轻劳动强度,大大改善了劳动条件和工作环境,尤其是减轻了噪音、粉尘等,减少了环境污染。4・节约能源。这表现在取消了烘帑和水力清砂,捉高了铁水成品率,大大降低了压缩空气消耗,从而在节水、节电、节煤(焦)等方血效果显著。.树脂砂型(芯)强度高(耐高温)、成型性好、发气量较其它冇机铸型低、热稳定性好、透气性好,可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷,从而降低废品率,可以制造出用粘土砂难以做出的复杂件、关键件。6・III砂回收再生容易,可以达到90—95%的再生回收率。在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害等方面效果显著。二、自硬味喃铸型有一些缺点,应采取相应对策。1・对原砂要求较高,如粒度、粒形、SI02含量、微粉含量、碱金属盐及粘土含量等都冇较严格耍求;.气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大;.与无机类粘结剂的铸型相比,树脂砂发气量较高,如措施不当,易产生气孔类缺陷;4・由于硕化机理是脱水缩合型,故硕化反应需一定时间,模样的周转率较低,不易适应于大批量铸件的生产;5・与粘土砂相比,成木仍较高;.对球铁件或低C不锈钢等铸件,表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增碳,薄壁复杂铸钢件上易产牛裂纹等缺陷;7・浇注时有刺激性气味及一些有害气体发生,CO气发生量较大,需冇良好的通风条