树脂砂铸造工艺[终稿]
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树脂砂工艺流程树脂砂工艺是一种常用于铸造行业的工艺,它通过在砂型中加入树脂粘结剂来提高砂型的强度和耐磨性。
树脂砂工艺流程通常包括模具准备、树脂砂制备、模具浇注、模具固化和砂型处理等步骤。
一、模具准备模具准备是树脂砂工艺的第一步,它主要包括选材、设计和制作模具。
首先需要根据铸件的形状和尺寸选择合适的模具材料,常用的有铸铁、钢和铝等。
然后根据铸件的要求进行模具的设计,考虑到铸件的结构和形状,确定模具的形式和尺寸。
最后,根据设计的模具图纸进行模具的制作,包括切割、组装、加工和调整等步骤。
二、树脂砂制备树脂砂制备是树脂砂工艺的核心步骤,它主要包括树脂粘结剂的制备和砂粒的处理。
树脂粘结剂是树脂砂的主要组成部分,它通过提供粘结力来使砂粒聚结在一起。
树脂粘结剂的制备包括将树脂颗粒与固化剂混合,并加热使其固化成块。
砂粒的处理包括清洗、筛分和干燥等步骤,以确保砂粒的质量和干燥度。
三、模具浇注模具浇注是树脂砂工艺的下一步,它主要是将树脂砂填充到模具中,并将铸液浇注到模具中。
在浇注过程中,需要注意树脂砂的填充均匀性和浇注速度的控制。
填充不均匀会导致砂型强度的差异,而浇注速度过快会引起气泡和缺陷的产生。
四、模具固化模具固化是树脂砂工艺的重要步骤,它是指树脂砂在模具中固化成型。
固化的过程中,树脂粘结剂会发生化学反应,使树脂砂变得坚硬并具有一定的强度。
树脂砂的固化时间通常是根据树脂粘结剂的性质和铸件的要求确定的,一般需要在一定的温度和时间条件下进行。
五、砂型处理砂型处理是树脂砂工艺的最后一步,它主要是对固化后的砂型进行处理,以获得符合要求的铸件表面和尺寸。
砂型处理包括除砂、修整和表面处理等步骤。
除砂是将砂型外部的砂粒去除,修整是对铸件的尺寸进行修整,表面处理是对铸件表面进行清理和修饰。
树脂砂工艺流程是一个较为复杂的工艺过程,通过模具准备、树脂砂制备、模具浇注、模具固化和砂型处理等步骤,可以获得质量较好的铸件。
树脂砂工艺具有工艺灵活、生产周期短、成本较低等优点,在铸造行业中得到了广泛的应用。
消失模树脂砂铸造工艺流程
先说这开头啊,你得把模具准备好。
这模具就好比是咱盖房子的地基,要是地基没打好,后面可就麻烦大啦!我记得刚开始干这行的时候,就因为模具没整对,那真是搞得焦头烂额啊!唉!
然后呢,就是调制树脂砂。
这调制可是个技术活,比例啥的可得拿捏准喽。
有一回我好像是比例搞错了,那铸出来的东西,哇,简直没法看!
说到这铸造的过程,那温度可得控制好。
温度太高或者太低,都不成!我记得有一次,温度没控制好,出来的东西都变形啦,当时我那个懊恼哟!
还有啊,这中间的一些小细节也不能马虎。
比如说搅拌树脂砂的时候,那声音“呼呼”的,可带劲啦。
对了,我跟你说个有趣的事儿。
之前有个同事,在铸造的时候心不在焉,结果弄出个“四不像”,把大家都逗乐了。
哈哈!
我这又扯远啦。
接着说流程,后面还有清理和打磨的步骤。
这打磨可累人啦,不过看到成品变得光滑漂亮,心里还是美滋滋的。
我记得我刚学这流程的时候,那叫一个纠结,总是出错。
但慢慢的,也摸索出了门道。
我觉得啊,这工艺也是在不断发展的,咱得跟上时代的步伐,不然就要被淘汰喽!
嗯...不知道我讲的这些你能明白不?要是有啥不懂的,尽管问我!。
树脂砂铸造工艺[终稿]树脂砂铸造工艺树脂砂铸造工艺第一章 / 概论1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的 Furan No-Bake process,它表示以呋喃树脂为粘结剂,并加入催化剂混制出型砂,不需烘烤或通硬化气体,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”,甚至“树脂砂”。
以下介绍两个基本概念。
一、呋喃树脂的概念由碳原子和其它元素原子 (如 O、 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杂环化合物。
所谓“呋喃”,是含有一个氧原子的五员杂环有机化合物,它是表示一族化合物的基本结构总称。
在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体,叫做“呋喃”,它的衍生物则根据母体来命名。
呋喃本身在互业上并无什么用途,但它的衍生物——糠醛和糠醇,却是互业上的重要原料,它们是最重要的呋喃衍生物,糠醛学名叫α——呋喃甲醛,糠醇学名叫呋喃甲醇。
它们的分子结构如下:含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。
作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的 ,如尿醛呋喃树脂( UF/FA)、酚醛呋喃树脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂( UPF, FA)和甲醛——糠醇树脂 (F/FA)等。
二、呋喃树脂的硬化机理根据呋喃树脂的组成不同,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”)的呋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,但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合,此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸,第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。
图 1, 1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表性的呋喃自硬树脂结构的一例。
, 初期阶段1 — 2自硬呋喃树脂砂的优缺点一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点: 1 (铸件表面光洁、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。
铸造用树脂砂研发生产方案一、实施背景随着制造业的不断发展,对于铸造材料的需求日益增长。
传统砂型铸造工艺存在生产效率低下、环保性能差等问题,已无法满足现代工业的需求。
因此,开发新型的铸造用树脂砂,提高生产效率与环保性能,成为行业发展的迫切需求。
二、工作原理铸造用树脂砂是一种以树脂为粘结剂,以二氧化硅等无机非金属材料为填料的复合材料。
通过科学的配方设计,实现以下工作原理:1.树脂与二氧化硅等填料在一定条件下发生化学反应,生成具有空间网络结构的硬化物,提供良好的强度与耐久性。
2.树脂砂在液态下具有良好的流动性,方便填充复杂模具的各个角落,提高成型精度。
3.硬化后的树脂砂具有优异的环保性能,可大幅减少废气、废渣等污染物的排放。
三、实施计划步骤1.配方设计:根据市场需求与实验条件,设计合理的配方方案。
2.原材料采购:根据配方需求,采购合格的原材料。
3.生产设备改造:为适应新型树脂砂的生产需求,对现有生产设备进行改造与升级。
4.生产工艺优化:通过反复试验,优化生产工艺参数,提高生产效率与产品质量。
5.产品检测与认证:委托专业机构对产品进行性能检测,确保产品符合相关标准要求。
6.市场推广与应用:通过各种渠道进行市场推广,引导客户使用新型树脂砂。
四、适用范围本方案适用于各类铸造企业、模具制造企业及相关科研机构。
具体适用范围包括但不限于:1.汽车、航空航天等高端制造业的复杂模具制造。
2.建筑、家具等行业的中小型模具制造。
3.电子、半导体等行业的精密铸造。
五、创新要点1.开发新型树脂砂配方,提高产品的各项性能指标。
2.引入先进的生产设备与工艺技术,实现连续化、自动化生产。
3.优化生产流程,降低生产成本,提高市场竞争力。
4.加强环保性能,减少对环境的污染。
六、预期效果预计通过本方案的实施,可以达到以下预期效果:1.提高生产效率:采用连续化、自动化生产,可大幅提高生产效率。
2.提高产品质量:新型树脂砂具有优异的物理性能与环保性能,可以提高产品质量。
(二)铸造车间◆任务和生产纲领承担年产2万吨风电及工程机械零部件的铸件生产任务。
◆设计原则和主要工艺说明1.产品生产性质、特点本车间属批量生产。
最大铸件为30吨,材料为球铁。
2.主要工艺说明及设备选用原则树脂自硬砂工艺是国际二十世纪八、九十年代以来的最新铸造先进工艺之一,采用树脂砂工艺生产的铸件,表面光洁度好(可以达到Ra12.5-25),尺寸精确(可以达到CT7-9级),生产效率可比粘土砂工艺提高一倍以上,旧砂回用率可达95%以上,改善了铸造车间的工人作业环境,特别适合单件小批量铸件的生产,该工艺技术的先进性和优越性已为广大铸造工作者所共识。
在树脂砂工艺中,尤以呋喃树脂砂工艺和碱酚醛树脂砂工艺使用最为广泛。
采用呋喃树脂砂工艺生产铸件,成本较低。
特选定树脂自硬砂工艺为主要的生产工艺。
a. 熔炼设备熔炼采用12、15t 中频电炉两套(配用电源总功率10000kW。
考虑浇注大件铸件的可行性)b. 混砂造型车间新增60t/h遥控升降式树脂砂混砂机1台,40t/h的树脂砂混砂机2台,10t/h的树脂砂混砂机1台。
c. 落砂机和砂再生采用二套20t落砂和二套20t/h砂处理设备。
落砂机的承载能力为20t,落砂机为采用振动电机进行落砂的新型落砂机。
再生系统为20-30t/h,由两套20t/h和30t/h的再生系统并联组成,主要由以下几大功能设备组成:振动破碎再生机+二级强力再生机+风选机+砂温调节器+PLC电气控制系统。
整套砂处理系统为强力硬再生技术,旧砂再生回用率可达95%以上。
该套系统消化吸收国外先进技术后研制开发的,目前已在国内外二百余家企业使用,用户反映良好,已成为中国知名品牌。
(三)清理车间◆任务和生产纲领清理车间将承担铸件的清理工作。
◆设计原则和主要工艺说明1.产品生产性质、特点本车间属批量生产。
最大件为机床底座。
2.设备选用原则本清理车间主要解决树脂砂车间生产的铸件清理。
新增台车式抛丸清理室(30t、50t各1台)、8-10t吊钩式抛丸清理机3台,新增1座40m3煤气发生炉。
树脂砂生产工艺
树脂砂生产工艺是一种常用于铸造行业的铸造材料,具有良好的流动性和压实性能,可用于生产各种铸件。
下面介绍一下树脂砂的生产工艺。
树脂砂生产工艺主要包括原料准备、砂型制备和固化等步骤。
首先是原料准备。
树脂砂的主要原料包括树脂、固化剂和填充料。
树脂一般选择无毒无味且具有一定黏度的树脂,如酚醛树脂、酚醛树脂酚醛相间树脂等。
固化剂一般选择硫酸铵或氯化胺等,填充料一般选择细砂或锆砂等。
接下来是砂型制备。
首先将树脂和固化剂混合均匀,然后将填充料加入到树脂中,搅拌均匀。
接着将混合好的砂料放入模具中,通过震动或振动来排气和压实,使砂型紧密结实。
在制备过程中还需要设置好适当的温度和湿度,以确保砂型的质量。
最后是固化。
将制备好的砂型放置在恒温恒湿的环境下,树脂和固化剂通过化学反应进行固化。
此时需要根据不同的树脂砂,控制好固化时间,一般在几十分钟到几小时之间。
固化后的砂型具有一定的强度和硬度,可以用于铸件的生产。
树脂砂生产工艺具有许多优点。
首先,树脂砂具有良好的流动性,能够完全填充模具的细小空腔,使得铸件表面光滑均匀。
其次,树脂砂具有压实性能,能够形成较为坚固的砂型,不易发生变形和破裂。
另外,树脂砂的固化时间短,生产效率高,适用于大批量生产。
总之,树脂砂生产工艺是一种常用于铸造行业的铸造材料,具有良好的流动性和压实性能,通过原料准备、砂型制备和固化等步骤可以生产出质量可靠的砂型,用于铸件的生产。
它的应用方便,生产效率高,被广泛应用于汽车、机械、航空等领域。
树脂砂工艺流程一、树脂砂概述树脂砂是一种常用于铸造的模具材料,由树脂和填充料组成。
其优点包括制备简单、成本低、表面光滑、精度高等,因此在工业生产中得到广泛应用。
下面将介绍树脂砂的工艺流程。
二、原料准备1.树脂选择:树脂砂的主要成分是树脂,常用的有酚醛树脂、酚醇树脂和酚甲醛树脂等。
选择树脂时需要考虑铸件的材质、形状、质量要求等因素。
2.填充料选择:填充料主要用于增加树脂砂的强度和耐热性。
常用的填充料有石英砂、石英粉、锆砂等。
填充料的选择要根据铸件的特点和使用环境来确定。
3.添加剂选择:树脂砂中还需要添加一些辅助材料,如固化剂、抗氧化剂、润滑剂等。
这些添加剂的选择要根据树脂砂的具体要求来确定。
三、树脂砂制备1.树脂与填充料的混合:将树脂和填充料按照一定比例混合,可以采用手工搅拌或机械搅拌的方式。
混合的目的是使树脂和填充料充分均匀地混合在一起。
2.添加剂的加入:根据需要,将适量的固化剂、抗氧化剂、润滑剂等添加到树脂砂中,并进行充分搅拌,使其均匀分散。
3.加水调湿:树脂砂在使用前需要进行湿润处理,以提高其粘结性和塑性。
通常是将适量的水加入到树脂砂中,然后搅拌直至均匀吸湿。
四、模具制备1.模具设计:根据铸件的形状和尺寸,设计相应的模具。
模具的设计要考虑铸件的缩短率、浇注系统、冷却系统等因素。
2.模具制作:根据模具设计图纸,选择合适的材料进行模具制作。
常用的模具材料有铁、铝、石膏等。
制作过程包括模板制作、模具拼装、模具修整等环节。
3.模具涂覆:树脂砂需要涂覆在模具表面,以便更好地复制铸件的形状。
涂覆的方式可以是手工涂覆或机械涂覆,涂覆的厚度要根据铸件的要求来确定。
五、铸造操作1.模具准备:将涂覆好树脂砂的模具准备好,包括清理模具表面、涂抹脱模剂等。
2.浇注铸件:将熔融金属倒入模具中,填充整个空腔,保持一定的冷却时间,待金属凝固后,即可取出铸件。
3.清理铸件:将铸件从模具中取出后,进行去砂、去毛刺、修整等工序,使其达到要求的尺寸和表面质量。
树脂砂铸造工艺流程图树脂砂铸造是一种常用的铸造工艺,适用于各种材料和复杂形状的铸件制造。
下面将介绍树脂砂铸造的工艺流程。
首先,进行模具制作。
制作模具是树脂砂铸造的第一步,需要根据铸件的形状和尺寸设计出相应的模具。
可以使用木材、金属等材料制作模具。
制作好的模具需要经过砂芯造型、填砂和整理等步骤,确保模具的精准度和表面光滑度。
接下来,进行树脂涂料涂覆。
将树脂涂料涂覆在模具表面,形成一层薄膜,以便后续的砂芯制作和铸件制造。
树脂涂料要均匀涂覆,并保证其粘附性和可燃性。
然后,进行砂芯制作。
根据铸件的内部空腔形状,设计制作相应的砂芯。
砂芯可以使用树脂砂或水玻璃砂制作,通过模具装箱或注塑等方式形成。
砂芯需要经过抗热处理,提高其耐高温性能。
接下来,进行浇注准备。
将预热好的模具和砂芯进行组合,保证模具和砂芯的完整性和对位准确性。
在模具上设置浇注系统,包括浇注杯、导流道和浇注口等。
然后,进行浇注铸造。
选取合适的铸造设备,将预热好的金属熔液倒入模具中,填充整个模腔。
在浇注过程中,要保证金属熔液的温度和液面高度,控制浇注速度和时间,避免产生气孔和缺陷。
接下来,进行冷却和凝固。
在铸件内部渐渐凝固的过程中,要控制其冷却速度和温度,防止产生裂纹和变形。
冷却可以通过水冷、风冷或其他冷却手段来进行。
最后,进行铸件处理。
将冷却凝固好的铸件从模具中取出,进行除砂、修整和加工等后续处理。
取出的铸件要经过修整、去除余砂和毛刺等,为最终的铸件加工和使用做好准备。
以上就是树脂砂铸造的工艺流程。
树脂砂铸造工艺简单、成本低、适用范围广,常用于汽车、机械等行业的铸件制造。
随着技术的进步和工艺的改进,树脂砂铸造的质量和效率也在不断提高。
知识篇——树脂砂铸造工艺三篇一、树脂砂铸造过程中常见问题解析由于自硬树脂砂铸造具有生产出的铸件表面质量好、尺寸精度高、废品率低,适用范围广、对工人技术水平要求低,大大减轻了工人的劳动强度和改善工作环境等优点,因此国内越来越多的公司(或企业)选择自硬树脂砂铸造手段。
虽然自硬树脂砂铸造技术已经成熟,但在生产过程中仍然存在许多问题。
在自硬树脂砂铸造生产过程中,需要注意以下几个问题。
一、要经常注意设备的运行情况设备运行情况的好坏,直接影响着铸造生产成本和铸件质量,因此,在铸造生产中,要经常注意设备的运行情况,发现运行异常及时分析解决,着重应注意以下两方面:1、要注意除尘设备的运行。
除尘设备的好坏,直接影响着再生砂的再生成本和铸件质量,在铸造生产中,除尘设备运行出现异常往往不易发现,但如果除尘设备的除尘效果不好,不但影响着工作环境、污染空气,更重要的是影响着再生砂的微粉含量,其直接结果是导致混砂时树脂加入量的增加和由于透气性差造成铸件废品率增多。
2、要注意混砂设备的运行。
混砂机是否能够正常运行,直接影响着混砂的质量,其中液料(树脂、固化剂)的加入量最为关键。
一般情况下,树脂的加入量是靠控制齿轮泵电机的电压、固化剂的加入量是靠控制隔膜泵电机的电压来实现的,由于季节、天气的变化,造成液料粘度的变化,在相同电压的情况下,液料的加入量会产生波动,且固化剂易产生结晶,造成阀及管道堵塞,因此,应每班对液料管道进行清理,每周对液料的加入量进行检测,以确保液料加入量的准确。
二、要注意制定的生产工艺的正确性及合理性生产工艺制定的合理与否,直接影响着铸件的成品率、铸件质量和铸造成本,在制定生产工艺时,主要应注意以下几项:1、确定合适的再生砂的LOI值LOI值即灼烧减量是衡量再生砂的脱膜率的重要指标,也是与型砂的发气量及铸件产生气孔类缺陷密切相关的指标,铸铁件一般采用呋喃树脂砂生产,实践证明LOI值控制在3%左右完全可以满足生产要求,而过分降低LOI值意义不大。
树脂砂工艺守则1 生产前准备1.1树脂、固化剂和原砂的质量应符合国家标准中的相关规定,再生砂性能应满足工艺要求。
1.2混制树脂砂前,应首先打开电源、气源检查混砂设备运转是否正常,原材料是否充足。
2 混砂操作工艺开机和停机时,首尾下来的料不能做面砂使用,可掺入型芯中作为填料。
体积较大的型芯,可用固态砂块做填料以加强透气性和节约用砂。
型芯的出气可采取扎气眼、留出气道、芯骨上缠绕尼龙通气绳或铁屑等方法。
直浇口较高的砂型,浇注系统应采用耐火材料管及耐火砖片,以提高铸型的抗冲刷能力。
砂型及芯盒放满砂后应及时刮平并扎出气眼。
树脂砂起模时间视具体工艺条件而定,一般在20~60分钟,机身、缸体等大件可适当延长起模时间。
树脂砂型芯起模一小时后方可涂刷涂料,使用水基涂料其烘干工艺参见《烘干工艺守则》,使用醇基涂料,大件在涂料点燃干燥后应用煤气适当烘烤,确保干燥彻底。
树脂砂型、芯出现损坏,应用粘结剂粘补或插铁钉用树脂砂填补固化后磨平。
型芯起模后,一般应经6小时达到一定强度后方可浇注。
每个工作班结束后必须清理搅拌槽和叶片。
不定期检查混砂设备定量是否准确。
3 树脂砂工艺性能检查树脂型、芯砂性能检验规定为每班一次,每周可检查四次,在常温下要求:一小时抗拉强度≥0.08Mpa,两小时抗拉强度>0.2 Mpa,二十四小时抗拉强度>0.4 Mpa.再生砂性能检验为每周一次,要求灼减度<2.5%,含泥量<1.5%,发气量<15ml。
树脂砂铸件生产操作工艺规程1 目的为规范树脂砂铸件的生产操作过程,严格执行操作工艺,减少因违反工艺或操作不当产生的废品和降低的铸件生产成本,特制定本生产操作工艺规程。
2 适用范围本工艺规程适用于公司内所有树脂砂铸件的生产全过程和与之相关的各类操作人员。
3 工艺规程3.1 主要原材料的技术要求或规格粒度:40/70目(中大件)或50/100目(一般件);化学成分:SiO2 >90% 、含泥量< 0.2%~0.3% 、含水量<0.1~0.2%;微粉含量(140目筛以下) ≤0.5~1.0%、耗酸值<5ml 、灼减量<5、粒型:圆形或多角形。
第1篇摘要:树脂砂铸造是一种广泛应用于各类铸件生产的高效铸造方法。
它以其良好的性能、较低的能耗和环保特性,在铸造行业中占据重要地位。
本文详细介绍了树脂砂铸造的工艺流程,包括原材料准备、混砂、造型、制芯、烘干、浇注、冷却、落砂、清理和检验等环节,旨在为树脂砂铸造工艺的优化提供参考。
一、原材料准备1. 树脂:选择合适的树脂,如酚醛树脂、呋喃树脂等,根据铸件材质和性能要求确定树脂类型。
2. 砂子:选用粒度适中、粒度分布均匀的石英砂、锆英砂等,确保砂子的纯净度和含泥量。
3. 固化剂:根据树脂类型选择相应的固化剂,如胺类固化剂、酸酐类固化剂等。
4. 填料:根据铸件尺寸和性能要求选择合适的填料,如滑石粉、碳酸钙等。
5. 添加剂:根据需要添加适量的添加剂,如脱模剂、防粘砂剂等。
二、混砂1. 称量:按照配方准确称量各种原材料。
2. 混合:将树脂、固化剂、填料等原材料放入混砂机中,搅拌均匀。
3. 加水:根据树脂类型和固化剂要求,适量加水搅拌均匀。
4. 调整:根据混砂效果调整混砂时间、搅拌速度等参数。
三、造型1. 模具准备:根据铸件图纸和工艺要求制作或选用合适的模具。
2. 装砂:将混好的树脂砂倒入模具中,进行振动、压实等操作,确保砂型紧实度。
3. 脱模:待树脂砂固化后,进行脱模操作。
四、制芯1. 芯模制作:根据铸件芯部形状制作芯模。
2. 装砂:将混好的树脂砂倒入芯模中,进行振动、压实等操作。
3. 脱模:待树脂砂固化后,进行脱模操作。
五、烘干1. 烘干设备:选用合适的烘干设备,如隧道式烘干炉、电热烘干炉等。
2. 烘干温度:根据树脂类型和固化剂要求,设定合适的烘干温度。
3. 烘干时间:根据烘干温度和树脂砂性能要求,确定烘干时间。
六、浇注1. 浇注设备:选用合适的浇注设备,如地坑浇注、半自动浇注机等。
2. 浇注温度:根据铸件材质和性能要求,设定合适的浇注温度。
3. 浇注速度:根据铸件形状和浇注设备能力,确定浇注速度。
七、冷却1. 冷却方式:采用自然冷却或强迫冷却,如风冷、水冷等。
树脂砂型工艺艺术铸造缺陷分析熔模铸造、砂型铸造、石膏型铸造是目前艺术铸造行业应用最广泛的铸造工艺,而树脂砂铸造工艺被广泛应用于大型铸件的生产。
现仅就铜及铜合金树脂砂工艺大型艺术铸造过程中产生的主要铸造缺陷作以简单分析,并提出实用的工艺解决方案。
铜及铜合金大型艺术铸造树脂砂工艺铸造大型铸件,一般采用分段分块造型,砂箱造型或钢管焊架造型,铜合金配方选用铸造性能优良的ASTM B584标准中C90300锡青铜(锡7.5%~9.0%,锌3.5%~5.0%,铜86.0%~89.0%)。
铸造过程中产生的铸造缺陷主要包括:胀箱、夹渣、缩松、浇不足等。
现结合具体的生产实践分析铸造缺陷产生的原因及如何防止或减少。
在具体的生产中,造型采用的呋喃树脂具体性能:游离甲醛0.29%,游离酸为1.94%;涂料的性能:密度为1.255 g/cm3,粘度为15.7 s,发气量为17.9 mL/g。
造型用砂是天然石英擦洗砂,粒度97.2%集中在50/100目,含泥量为0.28%,SiO2含量为93%,角形系数为128。
树脂加入量为砂重量的1.5%,固化剂加入量为树脂的40%~70%,利用混砂机充分搅拌。
1 胀箱1.1表现特征铸件整体增厚或者局部增厚,造成铸件薄厚不均匀,影响整体力学性能,同时消耗了铜合金,增加了成本。
情况严重时,可造成铸件报废。
1.2产生原因造型合型不到位;工艺孔开设不合理;加固螺丝没有拧紧;造型用的硅砂回收重复使用,粉尘含量过高,造成砂型的强度不够;砂型变形;浇注温度过高,浇注速度过快等。
1.3解决方案砂型合型时应四角平稳下落合箱,并检查是否到位,对变形或不合缝的型块进行调整;根据形状不同科学的开设工艺孔,浇注前要反复检查加固螺丝,一定要拧紧实;检测硅砂的含粉量,做到及时更换新砂或者在旧砂中掺入更多的新砂;浇注前严格测量铜液温度,要根据型块的大小、复杂程度,选择合理的浇注温度,保证铜液均匀平稳进入型腔。
2 夹渣、缩松2.1表现特征铸件表面有非常明显的氧化层,有许多细小分散且形状不规则的小孔。
树脂砂铸造工艺[终稿]树脂砂铸造工艺树脂砂铸造工艺第一章 / 概论1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的 Furan No-Bake process,它表示以呋喃树脂为粘结剂,并加入催化剂混制出型砂,不需烘烤或通硬化气体,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”,甚至“树脂砂”。
以下介绍两个基本概念。
一、呋喃树脂的概念由碳原子和其它元素原子 (如 O、 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杂环化合物。
所谓“呋喃”,是含有一个氧原子的五员杂环有机化合物,它是表示一族化合物的基本结构总称。
在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体,叫做“呋喃”,它的衍生物则根据母体来命名。
呋喃本身在互业上并无什么用途,但它的衍生物——糠醛和糠醇,却是互业上的重要原料,它们是最重要的呋喃衍生物,糠醛学名叫α——呋喃甲醛,糠醇学名叫呋喃甲醇。
它们的分子结构如下:含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。
作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的 ,如尿醛呋喃树脂( UF/FA)、酚醛呋喃树脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂( UPF, FA)和甲醛——糠醇树脂 (F/FA)等。
二、呋喃树脂的硬化机理根据呋喃树脂的组成不同,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”)的呋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,但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合,此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸,第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。
图 1, 1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表性的呋喃自硬树脂结构的一例。
, 初期阶段1 — 2自硬呋喃树脂砂的优缺点一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点: 1 (铸件表面光洁、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。
如:( 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;( 2)砂型(芯)固化后起模,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;( 3)无需修型,减少了修型时引起的变形;( 4)无需烘烤,减少了因烘烤造成的铸型(芯)变形;( 5)铸型强度高、表面稳定性好,故芯头间隙小、分型负数小,减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形,保证了配模精度;( 6)铸型(芯)硬度高,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);( 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( 1)、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; (2)铸型强度高,节约了起模后修型工作量;( 3)型(芯)上醇基涂料点干后可省去烘干工序,节约了工时和场地; (4)旧砂回收后干法机械再生,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;( 5)型砂的溃散性好,落砂容易,修整工作量少、( 6)节约了一些造型(芯)前的准备工作量。
如插芯固等。
根据一般统计,用自硬呋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%。
3 (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、矽尘等,减少了环境污染。
4 (节约能源。
这表现在取消了烘窑和水力清砂,提高了铁水成品率,大大降低了压缩空气消耗,从而在节水、节电、节煤(焦)等方面效果显著。
5 (树脂砂型 (芯 )强度高 (含高温强度高 )、成型性好、发气量较其它有机铸型低、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 (旧砂回收再生容易,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、自硬呋喃铸型有一些缺点,应采取相应对策。
1 (对原砂要求较高,如粒度、粒形、 SI0 2含量、微粉含量、碱金属盐及粘土含量等都有较严格要求; 2 (气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大;3 (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 (由于硬化机理是脱水缩合型,故硬化反应需一定时间,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,成本仍较高;6 (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生裂纹等缺陷;7 (浇注时有剌激性气味及一些有害气体发生, CO气发生量较大,需有良好的通风条件。
1 — 3 自硬呋喃树脂砂的发展概况呋喃树脂最早作为铸型用粘结剂是 1958年在美国开始使用的,当时是作为热芯盒粘结剂使用的。
把它作为自硬性铸型进行研究是 1963年, 1971年在英国进行的。
这个期间从基础研究到生产大铸件都作了扎实的实用化研究。
其结果,报导了用少量粘结剂能获得很高的强度,铸型溃散性好,铸件尺寸精度高,生产效率提高等一系列优点。
为获得今天这样的发展奠定了基础。
在欧美, 70— 80年代是自硬呋喃砂取得飞跃发展的时期。
在日本将自硬呋喃砂用于生产一般铸件是从 1973年开始的,约十年左右,全国多品种小批量的中、大铸件生产中有一大半过渡到用自硬呋喃铸型来生产。
这种发展趋势至今方兴未艾,尽管其他有机自硬铸型开发了更多种类,然而现在占首位的仍然是自硬呋喃树脂砂。
在我国,七十年代开始研究自硬树脂砂,但仅限于个别厂家和研究单位搞试验。
从八十年代初,尤其是1982年以后,随着改革开放政策的贯彻,我国与国外合作生产的工厂增多,不少合作生产的外国厂家都对铸件生产提出来用自硬树脂砂的要求,否则无法合作。
对国内来说,以出口产品为主,对铸件质量的要求也越来越高。
于是在这种社会生产发展的新形势下,在国外树脂砂热的推动下,迫使我国广大铸造工作者们认识到应用自硬树脂砂是造型工艺上的一场革命,是提高铸件和机械产品质量的重要途径,是振兴铸造行业改变后面貌的必由之路,是机械产品跃入国际市场的基本保证。
因此八十年代我国铸造生产战线上形成了“树脂砂热”。
由于自硬树脂砂最适合于多品种小批量的中大铸件生产,所以机床行业、水泵行业、阀门行业和造船、石化等行业在树脂砂推广应用中走在最前面。
迄今为止,据不完全统计,我国已引进树脂砂处理生产线不下五十家,国内有三大铸机厂(重庆、保定、漯河)已正式生产成套树脂砂设备。
另外,生产原辅助材料的厂家遍布各省,原辅助材料的质量进步很快,有些已接近或达到国外同类产品的水平。
事实表明用树脂砂工艺取代粘土烘模砂生产多种小批量中大铸件是今后国内铸造业界的发展方向之一。
第二章自硬呋喃树脂砂的原辅材料组成自硬呋喃树脂砂的主要原材料有作为型砂骨料的原砂,作为粘结剂用的呋喃树脂,作为催化剂用的酸类固化剂和作为添加剂的硅烷偶联剂等,树脂砂造型中必须的辅助材料有涂料、脱模剂、粘合剂、浇口陶管、分型剂等。
原辅材料的好坏对树脂砂铸件质量的影响很大,本章对以上主要原辅材料作一简单介绍。
2 — 1 原砂一般仍选用天然石英砂。
对于部分高合金钢铸件或特殊需要的情况下,也有选用铬矿砂或锆砂等特殊骨料的。
这里我们主要讨论树脂砂对石英砂的要求。
一、矿物成分与化学成分原砂的主要矿物成分是石英(即 SiO 2)、长石和云母,还有一些铁的氧化物和碳化物。
石英比重 2.55,莫氏硬度七级,熔点 1713?,具有耐高温、耐磨损等优点。
若原砂中石英( SiO 2)含量高,则原砂的耐火度和复用性都好。
K 2O、 AI 2O 3、 SiO 2) 长石是铝硅酸盐,常见的有钾长石(钠长石( Na 2O、 AI 2O 3 SiO 2)和钙长石( 2CaO、 AI 2O 3、 SiO 2) ,长石比重 2.54-2.76,莫氏硬度 6, 6.5级,熔点 1100, 1250?,因其熔点低、硬度低、不耐磨、易粉碎,会降低树脂砂的复用性和耐火度。
云母是种含铝硅酸盐,有黑白云母之分,白云母的成分为( 3AI 2O 3、 6SiO 2、 H 2O)。
云母的熔点为1145, 1270?,比重 2.7-3.2。
硬度很低,极易破碎,它在砂中的含量多少对原砂的复用性很有影响。
总之,在选择原砂时, SiO 2含量应尽量高一些,不纯物要少,当然还与金属的熔点和浇注温度,铸件壁厚等因素有关。
一般来说,铸钢用原砂 SiO 2含量应大于 95,,铸铁应大于 92,,有色金属可以低一些。
杂质允许含量还与旧砂是否再生回用以及下面谈到的耗酸量有关。
二、粒形和表面光滑度对于粒形,要求园形或类园形,砂粒表面应光洁平整,没有孔洞或裂纹。
这样的砂粒表面积小,砂粒表面涂上一层薄膜所需的树脂量少些。
一般用角形系数表示砂粒形园整度,人造石英砂虽然 SiO 2含量高,但粒形为多角形甚至尖角形,角形系数太大,需经研磨处理,一般不采用。
天然砂中角形系数最小的要算风积砂,如内蒙通辽一带的大林标准砂,角形系数小于 1.2,呈圆形。
为了改善粒形,对原砂最好进行擦磨处理。
目前我国唯一生产擦磨砂的是江西星子砂矿。
该矿对原砂经擦磨处理后,角形系数从1.47减少到 1.35,与此同时, SiO 2含量也从 93,(水洗砂)提高到 95,( 45/75目)砂样抗拉强度也由 12.2Kg /cm 2增加到 16.3Kg /Cm 2。
原砂的粒形不仅影响树脂砂加入量,同时还影响到树脂砂的流动性及紧实程度,砂粒表面空洞裂纹不仅无效消耗树脂,而且砂粒易碎,影响复用性及粒度保持性。
三、粒度分布及微粉含量粒形相同的原砂,以粒度较粗的总表面积小,树脂用量少,透气性好,耐火度高。
粗砂的缺点是抗机械粘砂能力低。
一般多选用 30/50目、 40/70目为宜,为提高综合性能,本厂采用 30/70目的多筛号分布的砂。
微粉及含泥量严重恶化树脂砂性能。
由于微粉表面积很大,消耗树脂及固化剂影响透气性及强度,原砂中的泥份中碱土金属含量较高,据介绍细粉状比粒状耗酸值要大 3— 10倍。
一般要求原砂含泥量应小于 0.3%。
四、含水量树脂砂的硬化是放热反应,原砂含水量严重影响树脂的固化强度与固透性,实验证明,含水量由 0.2%升高到 0.4%,型砂的抗拉强度可从 13.2kg /cm 2降低到8.6kg /cm 2,固化时间也从 30分钟延长到 70分钟。