三乙胺法冷芯盒砂芯抗拉强度性能的研究

行业标准《铸造用三乙胺冷芯盒法树脂》解读1 标准概况三乙胺冷芯盒法树脂工艺由于其具有生产效率高、节约能源、芯（型）强度高、尺寸精确、芯（型）砂溃散性好等优点，已经得到了铸造业的广泛使用。

根据2011年中国机械工业联合会下发的2011年行业标准制修订计划，《铸造用三乙胺冷芯盒法树脂》行业标准由苏州兴业材料科股份有限公司负责起草，全国铸造标准化技术委员会归口管理。

在2011年第三批行业标准制修订计划中，标准名称为《铸造用三乙胺法冷芯盒树脂》，在标准征求意见时，经标准起草小组一致同意，将标准名称确定为《铸造用三乙胺冷芯盒法树脂》。

2 标准的主要内容2.1 范围本标准适用于铸造用三乙胺冷芯盒法制芯（型）用树脂。

2.2 术语和定义参照GB/T 5611《铸造术语》“铸造用三乙胺冷芯盒法树脂 TEA cured cold-box resin for foundry”，将铸造用三乙胺冷芯盒法树脂定义为“在室温下吹入三乙胺等叔胺类催化剂气体，使双组分粘结剂的酚醛树脂和聚异氰酸酯交联成固态的氨基甲酸酯，从而使砂芯（型）硬化的冷芯盒用树脂。

”2.3 分类和牌号铸造用三乙胺冷芯盒法树脂是目前广泛使用的制芯、造型用有机粘结剂，在用户现场使用时主要根据强度判断产品优良，因此标准以强度等级分级为普通型、抗湿型和高强度型。

铸造用三乙胺冷芯盒法树脂按使用条件不同分类及分类代号见表1。

铸造用三乙胺冷芯盒法树脂的牌号表示方法如下:示例SLⅠ-G：表示铸造用三乙胺冷芯盒法树脂组分Ⅰ高强度型树脂。

2.4 技术要求2.4.1 铸造用三乙胺冷芯盒法树脂的理化性能应符合表2的规定。

因为组分Ⅰ刚生产出来时为淡黄色，遇光易变棕红色，但不影响性能，所以本标准规定组分Ⅰ为淡黄色至棕红色透明液体。

为促进技术进步，出于对职业健康和环境保护的需要，同时考虑到国内有代表性厂家的现状，对组分Ⅰ中的游离甲醛进行了分级规定，≤0.5%为合格品，≤0.3%为优级品。

三乙胺冷芯盒工艺在铸造生产中的应用与研究的开题报告
一、研究背景
三乙胺冷芯盒是一种新型铸造材料，可显著提高铸件质量和生产效率。

因此，它在铸造生产中得到了广泛应用。

然而，在实际应用中，不同的生产工艺会对其性能产生一定的影响，因此有必要对其工艺参数进行研究，以提高生产效率和产品质量。

二、研究目的
本研究旨在探究三乙胺冷芯盒在铸造生产中的应用和工艺参数对其性能的影响，为进一步提高铸件质量和生产效率提供理论依据和技术支持。

三、研究内容
1、三乙胺冷芯盒在铸造生产中的应用情况分析和概述；
2、研究三乙胺冷芯盒的制备工艺，包括材料配比、混合、成型、硬化等步骤的优化；
3、探究不同工艺参数对三乙胺冷芯盒性能的影响，包括压缩强度、抗拉强度、抗弯强度等性能；
4、研究三乙胺冷芯盒的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，并对其应用范围进行评价；
5、研究三乙胺冷芯盒在不同铸造条件下的应用效果和生产成本。

四、研究方法
本研究采用实验方法，按照不同的工艺参数对三乙胺冷芯盒的性能进行测试和分析，包括定量分析和定性分析。

同时，采用SEM和XRD等分析方法对其微观结构和组成进行观察和探究。

五、预期成果
通过本研究，将进一步明确三乙胺冷芯盒在铸造生产中的应用范围和优势，提高生产效率和产品质量。

同时，将为相关企业的生产和技术提供理论依据和科学支持。

三乙胺法冷芯盒制芯工艺的应用及探讨潍坊柴油机有限责任公司邹化仲=摘要>为进一步推广应用三乙胺法冷芯盒制芯工艺,对在此工艺中存在的问题作了分析,并提出了改进措施。

1国内外三乙胺法冷芯盒工艺的发展应用三乙胺法冷芯盒工艺即酚醛氨基甲酸乙酯工艺,是冷芯盒制芯工艺方法中目前应用最广泛的一种,开发于1968年。

其制芯工艺过程是,在定量原砂中按工艺配比加入组分Ñ酚醛树脂和组分Ò聚异氰酸酯的双组分粘结剂,在混砂机中混均匀后得到冷芯砂,利用射芯机紧实到芯盒中,再藉助气体发生器,以干燥的压缩空气或氮气等为载体将定量的雾化或汽化的三乙胺催化剂通过吹气板吹入芯盒,将双组分粘结剂中的羟基和异氰酸催化变成尿烷而硬化,继而靠载体气体清洗出芯砂中残余的三乙胺,得到具有一定强度、满足工艺要求的砂芯。

冷芯盒法制芯工艺用的芯盒不需加热,免去了芯盒热变形,砂芯精度高,芯盒寿命长,芯盒材质可视生产批量大小等条件选用钢、铸铁、铝、塑料、木材等。

冷芯盒制芯工艺化学反应迅速,固化周期短,生产效率高,砂芯发气量较低,溃散性好,易清砂,铸件表面光洁,废品率低,综合成本低,易于组织自动化生产,经济效益显著。

因此,在近20年的发展中,日益取代油砂法、热芯盒法、壳芯法等传统制芯工艺。

在欧美等有些工厂采用三乙胺法冷芯盒制芯工艺生产的砂芯重量达砂芯总重量的70%以上。

为适应铸造工艺各方面的不同要求,特别是提高现行三乙胺法冷芯盒砂芯的热强度,防止在浇注金属高温作用下,砂芯过早溃散、变形、开裂造成废品,美国有关部门研究出高热强度三乙胺冷芯盒工艺,将现行三乙胺法冷芯盒工艺用的粘结剂组分Ñ酚醛树脂改为酚醛多元醇树脂,其他不变。

这样,溃散时间从不到100s延迟到400s。

另一方面,德国、美国、意大利、西班牙、日本等各国对三乙胺法冷芯盒工艺配套设备,射芯机、气体发生器、芯砂混砂机、空气干燥器、砂加热冷却器、废气净化装置等的研究逐步深入,不断采用新技术、新专利形成各具特色的系列化生产。

三乙胺冷芯盒树脂砂工艺的特点是什么三乙胺冷芯盒树脂砂工艺的特点是什么此工艺的主要特点是:? 硬化速度快，硬透性好，生产效率高;? 芯盒不需要加热;劳动条件好，芯盒生产成本低。

三乙胺冷芯盒法的原材料主要有:硅砂、树脂和催化剂。

此法对硅砂要求甚严，特别是含水量要求,0.2%, 含泥量要求,0.3%(均为指质量分数)。

所用的树脂由两个组分组成:组分?为聚苯醚酚醛树脂，组分?为聚异氰酸酯。

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，又开发了抗吸湿性树脂和铝合金专用树脂(多元醇)。

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，再与载体气混合(常用空气或氮气)，吹入芯盒，使砂芯硬化，以防止三乙胺浓度过大而引起爆炸。

胺雾化主要有两种方法:? 吹泡法。

直接向胺液吹载体气，使胺激烈搅拌而雾化。

此法设备简单，缺点是硬化气中胺的浓度难以控制。

? 喷雾法。

使胺液在压力作用下喷出并雾化于经脱湿的压缩空气(或其载体气)管道中，然后送往芯盒。

三乙胺冷芯盒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、三乙胺雾化装置等。

后工序配套设备包括废气净化系统。

制芯工序为:硅砂加热至25~35摄氏度，将组分?加入砂中，混制1~2分钟，再加入组分?，继续混制1~2分钟。

通常两组分加入量各为砂的质量分数的0.75% 。

然衙在0.3~0.35MPA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%的三乙胺气体在于0.2MPA压力下吹入芯盒,使砂芯迅速硬化,硬化时间一般为几秒或几十秒.砂芯硬化后,紧接着通过原来吹气系统,再吹入洁净干燥的空气,以便清洗砂芯中的残胺,并可进一步提高它的强度.最后,打开芯盒,取出已硬化的砂芯,使可进行下一轮程序.吹气硬化时经芯盒排出的气体和硬化后用压缩空气清洗残存硬化气时排出的气体统称尾气.尾气中含有胺,必须处理后才能排放大气中.胺是碱性的而且易燃,故可用酸洗涤吸收法或燃烧法除去尾气中的胺.酸洗涤塔是最常用的处理装置(见图5-17).含胺的尾气从下部进入洗涤塔,在向上方流动的途中,经2或3 层硬塑料块构成的阻尼层,结果使气流分散而且路径曲折.浓度为8%~10%的稀硫酸自上而下喷淋,也通过阻尼层.这样,尾气中的胺充分和酸作用,到达塔上方时,胺浓度很低,可大气排放.。

三乙胺吹气冷芯盒法是应用最早和最普及的一种。

在这种工艺中，芯砂粘结剂由两部分液体组成：组分I 为酚醛树脂，组分II 为聚异氰酸酯；催化剂为液态三乙胺。

在冷芯盒射芯机上将树脂砂射入芯盒后，通过三乙胺气体发生器向芯盒内吹入三乙胺和载体的混合气体，使砂芯在数秒至数十秒内硬化，达到满足脱模和搬运的强度。

对三乙胺和载体气体进行加热，促进三乙胺和载体气体充分混合均匀，可以缩短硬化时间和降低树脂的用量。

三乙胺气体发生器的结构和工作原理三乙胺气体发生器的一个工作循环分为如下3 个阶段：高压吹胺低压吹胺清空三乙胺，有机化合物，系统命名为N,N-二乙基乙胺，是具有有强烈的氨臭的淡黄色透明液体，在空气中微发烟。

微溶于水，可溶于乙醇、乙醚。

水溶液呈弱碱性。

易燃，易爆。

有毒，具强刺激性。

工业上主要用作溶剂、固化剂、催化剂、外观与性状：无色油状液体，有强烈氨臭。

熔点(℃)：-114.8相对密度（水=1）：0.726沸点(℃)：89.5折射率：1.4010黏度(30℃)：0.32mPa·s相对蒸气密度（空气=1）：3.48饱和蒸气压(kPa)：8.80(20℃)燃烧热(kJ/mol)：4333.8临界温度(℃)：259临界压力(MPa)：3.04辛醇/水分配系数的对数值：1.45闪点(℃)：<0爆炸上限%(V/V)：8.0引燃温度(℃)：249爆炸下限%(V/V)：1.2溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。

毒性：有毒，对皮肤和黏膜有刺激性，LD50 460mg/kg。

空气中最高容许浓度30mg/m3。