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生產基地:山東省濟南經濟開發區玉清路2282號
電    話:0531-87125268 
手    機:15165133227
傳    真:0531-87125268  
電子郵箱:gj_foundry@163.com
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型砂工藝的選擇
發布時間:2017-01-6
1)水玻璃砂Co2法
該方法成本低,設備簡單,操作方便,使用靈活,很多中小型企業采用這種工藝方法。本廠於1981年利用原有的混砂設備,很容易實現了水玻璃CO 法。在生產實際應用中,也發現了一些問題,水玻璃加入量要求為7 ~8% ,但工人為了強度高點好操作,往往加入量為1O 左右,甚至更多。澆注後的型砂殘餘強度高,使部分鑄件因收縮受阻,產生裂紋,同時,殘餘強度高,潰散性差,導致清砂困難。另外,低熔點金屬矽酸鹽在高溫鋼液的作用下,會侵蝕和燒結矽砂,導致澆注後的型、芯砂耐火度低,鑄件表麵質量差。因此,當產品質量有了更高的要求時,該工藝方法已不能滿足。
(2)呋喃樹脂自硬砂工藝
經過考察和工藝試驗對比,選擇了呋喃樹脂自硬砂工藝。應該說這個選擇與我們的合資方的影響有一定關係,因為他們在日本就是采取這種工藝方法生產高壓閥門等高檔鑄鋼件的,而且每件都要求x或7射線照像存檔,要求很嚴格。鑄鋼車間於1995年上了一條樹脂砂生產線,主要由滾筒破碎篩、電磁分離滾筒、兩級再生機、微粉分離、砂調溫、連續式混砂機等設備組成。1996年投產後,我們對原砂的質量和再生砂的灼減量、微粉含量、砂溫進行了重點控製。新砂加入量1O ,呋喃樹脂加入量0.9 ~1.1 9/6,固化劑加入量(占樹脂)40 ~6O ,再生砂灼減量1.6%~2.0 ,再生砂微粉含量0.8 ,砂溫<3O。,從而保證了呋喃樹脂自硬砂的應用。由於該工藝方法型砂強度高,鑄件表麵質量好,鑄件尺寸精度高,型砂潰散性好,容易清砂,鑄件的內腔表麵質量也很好。生產的出口鑄件有北村閥門株式會社的閥體、日本新瀉鐵工的船用減速機殼、芬蘭獨資企業的礦產機械產品等,客戶都很滿意。
但在生產了幾年之後,呋喃樹脂砂的弱點顯露出來了,由於呋喃樹脂砂型剛性好、熱膨脹係數大、高溫熱塑性差,鑄件易產生裂紋,尤其是薄壁件、壁厚差較
大件、結構複雜的鑄鋼件。另外,樹脂及固化劑含s、P、N等有害元素,易造成鑄件表麵滲碳、滲硫,引起鑄件表麵產生裂紋。這些裂紋和微裂紋給鑄件的修補和
檢驗帶來了很大的工作量,以至於清整工序積壓了大量待修補鑄件,延誤工期。同時出口鑄件在國外還要發生一定數量的修補費用。
(3)水玻璃脂硬化自硬砂
2001年,由於小鬆常林的支架、支座內腔裂紋問題無法解決,我們采用了沈陽匯亞通生產的水玻璃脂硬化工藝,當水玻璃加入量少時,表麵安定度差,裂紋問題仍不能消除,加木屑後,砂芯的強度太低,需增加水玻璃的加入量。這樣表麵安定度有所提高,型砂的退讓性也提高了,鑄件的裂紋問題也基本解決了。我們在實際使用中,水玻璃加入量5 ,固化劑加入量(占水玻璃)30 ,鋸末加入量1 ,新砂加人量100 ,
生產方式為:原來用呋喃樹脂砂做砂型、用水玻璃脂硬化砂做砂芯;現在用堿性酚醛樹脂砂做砂型,用水玻璃脂硬化砂做砂芯。
水玻璃脂硬化砂的應用,我們的體會是:① 因水玻璃的粘度比呋喃樹脂高,所以水玻璃脂硬化自硬砂的舂箱操作要求比呋喃樹脂自硬砂要高;② 用水玻璃脂硬化自硬砂生產的鑄鋼件不易產生裂紋、微裂紋;③ 正常情況下,水玻璃的加入量為3.0 ~3.5 oA,因加入鋸末導致強度下降,因此,水玻璃的加入量偏高。
(4)堿性酚醛樹脂自硬砂工藝
由於呋喃樹脂砂存在上述問題,2005年經考察調研後,決定上堿性酚醛樹脂自硬砂工藝。我們在原有呋喃樹脂砂生產線的基礎上,做了一些改進,很快調整成堿性酚醛樹脂砂生產線。為了降低樹脂的加入量和成本,采取的措施是:①選擇好的原砂;② 強化再生,提高再生機的再生能力。堿性酚醛樹脂自硬砂,新砂加入量15 ,樹脂加入量1.3 (1.2 ~1.4 ),固化劑加入量(占樹脂)25 ,再生砂灼減量1.4 ~1.6 ,再生砂微粉含量0.5 。3年多,我們生產了二萬多噸鑄鋼件,有輪船
用產品、礦山機械產品、工程機械產品,這些都是出口或國內獨資企業的產品,由於產品質量穩定可靠,客戶很滿意。實際使用中,我們的體會是:① 由於堿性酚醛樹脂的粘度比較大,不易緊實,所以在舂箱時一定要注意該舂的部位一定要緊實到位,堿性酚醛樹脂砂的舂箱操作比呋喃樹脂砂的要求更加嚴格;② 堿性酚醛樹脂砂的硬化速度靠調整固化劑種類來實現(調整快慢脂)。要改變呋喃樹脂砂的多加固化劑硬得快、少加固化劑硬得慢的操作習慣;③ 堿性酚醛樹脂自硬砂具有獨特的高溫特性,即砂型(芯)在高溫時有二次硬化特點。在澆注受熱後,由於酚醛樹脂本身的熱硬化,產生了很高的強度,保證了鑄件的尺寸精度,減少了澆注引起的夾砂缺陷。因此,即使它的常溫強度低於其它自硬砂,也可以經受住高溫金屬的澆注,獲得極好的鑄件表麵。作者認為堿性酚醛樹脂自硬砂不必像呋喃樹脂自硬砂那樣追求較高的常溫強度,強度隻要能滿足造型、製芯、合箱的需要即可,盡量減少樹脂的加入量;④堿性酚醛樹脂砂的另一個高溫特性是熱塑性好,使鑄件的熱裂缺陷大大減少。且樹脂、固化劑不含S,避免了因滲S引起的微裂紋。另外,鑄型經曆了澆注這一熱過程後,接觸鑄件的表麵已發生熱分解,同其它有機粘結砂一樣具有很好的潰散性,清砂容易。我們應用堿性酚醛樹脂自硬砂的最大體會,就是解決了呋喃樹脂自硬砂產生的熱裂問題。目前采用的堿性酚醛樹脂自硬砂生產的鑄鋼件修補和檢驗的工作量大幅減少,國外的修補費用也減少了,產品質量受到了客戶的認可和好評,訂貨量大幅增加。
2 幾種型砂的工藝特點
2.1 呋喃樹脂自硬砂
(1)型(芯)砂工藝性能好,強度高,樹脂加入量低,工人在實際操作中容易控製。
(2)鑄型(芯)表麵安定度好。
(3)鑄件尺寸精度高,鑄件表麵質量好。
(4)型(芯)砂潰散性極好,鑄件落砂清理容易。
(5)舊砂幹法再生性能好,回用率高,可達9o 以上。
(6)成本較堿性酚醛樹脂自硬砂低,比水玻璃脂硬化砂略低(按目前價格計算)。
(7)砂型剛性好,熱膨脹係數大,高溫熱塑性差,鑄鋼件易產生裂紋,尤其是薄壁件和複雜件。鑄件表麵增S易產生微裂紋。
(8)混砂、造型、澆注、落砂、清理時產生有害氣體汙染環境,工作條件差。
2.2 水玻璃脂硬化砂
(1)型(芯)砂工藝性能好,冬季硬透性稍差。強度比呋喃樹脂砂和堿性酚醛樹脂砂低一點,因此加入量高一些,一般在3 左右。
(2)表麵安定度接近堿性酚醛樹脂砂,比呋喃樹脂砂差一些。
(3)鑄件尺寸精度高,鑄件表麵質量較好。
(4)型(芯)潰散性較好,比呋喃樹脂砂和堿性酚醛樹脂砂稍差,鑄件的落砂和清理較容易,徹底改變了水玻璃CO 清砂困難的局麵。
(5)舊砂再生性能較好。幹法再生率≥65 ,幹一熱聯合再生率≥75 (國產設備)。在水玻璃加入量較低的條件下,再生率可達85 。
(6)水玻璃脂硬化自硬砂的成本低於堿性酚醛樹脂自硬砂,略高於呋喃樹脂自硬砂(2008年上半年價)。如果水玻璃加入量低於2.5%,成本將低於呋喃樹脂自硬砂,且利於砂再生,但砂表麵安定度將有所下降。
(7)粘度比呋喃樹脂砂高,舂箱的要求比呋喃樹脂砂嚴格。
(8)不易產生裂紋。
(9)操作環境好,在混砂、造型、澆注、清整時無刺激氣味。
2.3 堿性酚醛樹脂自硬砂
(1)型(芯)硬化性能優良,冬季硬透性好,強度比呋喃樹脂砂略低,因此樹脂加入量比呋喃樹脂砂略高,一般在1.2 ~1.8 9/6範圍內。
(2)表麵安定度比呋喃樹脂砂稍差。
(3)鑄件尺寸精度高,鑄件表麵質量好。
(4)型(芯)砂潰散性極好,鑄件落砂、清理容易。
(5)舊砂幹法再生性能較好,回用率高達85 以上。
(6)成本較呋喃樹脂自硬砂高。
(7)粘度比呋喃樹脂砂高。因此,造型的要求比呋喃樹脂砂要嚴格一些。
(8)操作環境好,在混砂、造型、澆注、落砂等操作過程中,無刺激氣味。
3 結語和建議
(1)呋喃樹脂自硬砂因成本低(相對堿性酚醛樹脂砂),型砂工藝性能好,仍有一定優勢。因此,國內外仍有一些企業在應用。關鍵是要選用好的樹脂和原砂,這樣樹脂的加入量會降下來。在日本用花王的樹脂,其加入量0.6 ~0.8%之間。國內一些企業加入量在0.8 ~0.9 之間。這樣,熱裂和微裂的缺陷就會大幅降下來,同時要配合一些工藝措施。另外,鑄鋼用的呋喃樹脂一定要控製好含N量。對於一些特殊件,如機車用側架、搖枕等不宜采用此工藝。樹脂自硬砂低,又克服了呋喃樹脂自硬砂的裂紋和微裂問題。在水玻璃加入量較低時,其再生性能也較好,
但其表麵安定度差一些,鑄件表麵質量不如呋喃樹脂自硬砂和堿性酚醛樹脂自硬砂生產的鑄件。要想提高水玻璃脂硬化自硬砂的表麵安定度,需增加水玻璃的加入量,但是其再生性能又受到影響。建議,如果所生產的鑄鋼件對裂紋要求很嚴格,但對鑄件表麵的要求不是很苛刻或鑄件的銷售價格不是很高,該種工藝方法很適合。有的企業為了提高鑄件的表麵質量,采取了麵砂和背砂的工藝方法,效果也很好。
(2)堿性酚醛樹脂自硬砂由於其工藝特性好,不易產生裂紋和微裂紋,鑄件表麵質量也好,再生性能也好,但是成本高,建議生產高檔鑄鋼件或出口件,采用此工藝方法,因為高檔鑄鋼件和出口件的銷售價也偏高一些。
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