第三章有机化学粘结剂砂铸造工艺学.ppt

（2） 辅以真空的温芯盒法 （a）机理：树脂中存在在室温和大气压力下稳定的有机酸，当压力降低和温度升高时（60-100℃），分解出强酸，促使树脂迅速硬化。 （b）方法：混砂→射砂→抽真空→通空气→取芯。 （3） 其它。 1. 三乙胺法冷芯盒用树脂粘结剂 2. SO2硬化法 3.酯硬化酚醛树脂 4. 酚醛树脂CO2法 呋喃树脂环氧树脂 （2） 催化剂 自硬砂用催化剂应满足： a 保证工艺过程硬化速度和强度 b 低粘度液体，不产生沉淀，长期储存，以及温度0-30℃时性能不变 c 冬季冷凝，随后加热溶化后性能恢复 d 价格合理 与热芯盒法用催化剂的区别 不采用潜伏型催化剂，而采用活化催化剂，即本身是中强酸。 催化效果 强酸硬化速度快，但终强度低。见图2-3-15 种类： a 磷酸：主要用于高氮呋喃树脂（解释），硬化速度较慢，终强度较高。表安性好，热强度高，铸钢件不产生热裂。但易残存于旧砂中，引起硬化速度加快，铸型强度降低，并使铸件产生气孔。 b 硫酸酯：按比例与磷酸混合使用。硫酸酯比例越高，硬化速度越快，可用时间越短。硫酸酯可缩短脱模时间，同时对防止砂芯长期存放中的软化有利。但残存树脂膜中的硫酸酯腐蚀树脂膜，硬化脱水速度过快易引起应力和裂纹，浇注过程中放出SO2，污染环境，导致钢增硫，球铁球化不良。 c 芳基磺酸：硬化速度与无机酸同，但终强度高，而且在浇注过程中，易被高温铸件破坏，残存率较低，有利于砂的再生。如果在苯化环的活性位置引入取代基，则酸性降低，硬化速度减慢。与酚醛树脂、酚-呋喃树脂、低氮与高酚醛含量树脂的互溶性较好，催化效果好。 （3） 可用时间、脱模时间、搁置时间、硬化时间 概念 a 可用时间：自硬砂混砂后（催化剂与粘结剂开始接触）到所制砂芯的强度降低到仍能满足工艺要求下限所经历的时间。 b 脱模时间：指从混砂结束到可以满意地将砂芯从芯盒中取出的那一段时间。过早脱模发生粘模，因为硬化不足；过晚则由于强度太高失去塑性，脱模困难。 c 搁置时间：从混砂后到开始制芯所经历的时间。搁置时间必须小于可用时间。 d 硬化时间：砂型（芯）达到最大强度以前的这段时间。 测定 a 可用时间：终强度法：将混好的砂隔一定时间间隔制取试样，测定每个试样24h后的强度值，当强度降低为不能满足实际生产需要时，定为该种砂芯的可使用时间。 b 脱模时间：根据砂芯的的尺寸和复杂程度，只要不变形、不塌箱即要脱模。 影响因素 原砂、树脂、催化剂的类型、加入量，混砂工艺，环境温度和湿度。影响最大的为环境温度和催化剂加入量。温度升高10℃，可使用时间缩短1/2-1/3。 （4） 偶联剂—硅烷 目的：提高树脂砂强度、热稳定性和抗吸湿性。 树脂砂的强化：提高树脂砂的强度必须同时强化树脂与砂粒的附着力和树脂粘结剂本身的内聚力。加硅烷可提高树脂与砂粒的附着力。 偶联剂与树脂、砂粒之间结合的可能途径 a 通过简单的溶解（分子间力2.1-4.2kj/mol） b 通过强度为21-42kj/mol的烷醇的氢键 c 通过强度为210-420kj/mol的共价键桥。 偶联机理（以KH550为例） a 水解 b 硅烷醇基与砂粒表面发生脱水反应，同时硅烷醇分子间也脱水聚合成膜 c 与砂粒联结的硅烷醇中的氨基与树脂的羟甲基失水缩合，在砂粒和树脂间形成偶合桥。 使用注意 a 每一种偶联剂有一定的使用范围 b 偶联效果与合成树脂的反应速度有关，偶联剂中活性集团的活性越大，与树脂反应的机会就越多，偶联效果越好。 c 硅烷易水解沉淀，所以对树脂砂增强作用衰减。一般由用户使用前加入。 （5）混砂工艺 a 必须采用快速混砂机,覆模效果好。 b 加料次序先加酸，使之均匀包覆在砂粒表面，而后从树脂内部向外扩散，逐步催化树脂硬化。终强度较高。 c 混砂时间：通过试验确定，在混拌均匀的条件下越短越好。 （6） 酸自硬树脂砂常见的缺陷及其预防措施 a 机械粘砂 机理：树脂在500℃分解，砂粒间粘结桥破坏，高温强度降低。 防止： 刷耐火涂料或降低浇注温度；提高树脂本身的耐热性（增加硅烷、糠醇的含量）；在树脂砂中加入一定量的氧化铁粉或石英粉以提高热强度；采用高温下能产生固体烧结的原砂。 b 薄壁铸件热裂 机理：冷硬树脂砂层不能被烧透形成坚硬的碳化层阻碍铸件收缩。 防止：降低树脂加入量；加入适量的氧化物以破坏碳化层的形成。 3.2.2 尿烷树脂自硬砂 3.2.3 酚醛-酯自硬砂 第3 节 壳芯（型） 3.3．1 壳芯（型）的制造 （1） 壳芯（型）的制造 壳芯（型）概念：将含有酚醛树脂的芯（