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如何提高覆膜砂溃散性

  发表时间:2015-10-16 11:22:17  点击数:602 次

  如何提高覆膜砂溃散性,使得覆膜砂设备达到最佳的效用!

  (1)在酚醛树脂中添加溃散剂:已有较多的试验结果表明,添加金属卤化物、磷酸酯化物、碳酸盐、氢氧化物、高锰酸钾、过氧化物、糖类、硫酸酯等溃散剂可以降低树脂的热分解温度,促进酚醛树脂在200—400℃范围内的热分解。

  添加金属(如铜合金)粉末或金属氧化物(如三氧化二铝)粉末在高温下自身不会发生热分解,却能提高砂芯的热导率,从而促进酚醛树脂的热分解。但现在已具有商业价值的溃散剂主要有三类:金属卤化物、碳酸盐或有机酸盐、磷酸酯或磷酸盐。

  在热塑性酚醛树脂中加入能在低温下分解的诸如脲醛、丙烯酸、己内酰胺或聚酯类的树脂,使之在300—400℃左右产生大量的热分解,壳型(芯)强度明显下降,从而改善了覆膜砂的溃散性。

  (2)降低酚醛树脂加入量

  1)开发高强度树脂以尽量降低树脂加入量,从而间接地解决壳型(芯)砂的溃散性问题。比如调整反应工艺,控制反应程度,降低树脂软化点;加入各种增塑剂和增强剂,如二丁酯、各种硅烷;增加酚醛树脂的韧性,减薄树脂膜厚度,使树脂受到更大的热影响。

  日本采用普通树脂覆膜砂时,要使其抗拉强度达到5.0MPa,树脂添加的质量分数应为2.1%,而采用高强度型酚醛树脂时,树脂的添加的质量分数仅需1.55%即满足要求,高强度型酚醛树脂覆膜砂的溃散性比普通树脂覆膜砂大约提高了一倍。

  2)采用特制原砂。据报道,日本某铸造厂对本国所产原砂与从美国进El的球状硅砂的粘接效率和溃散性进行了对比,发现纯度较高的圆形进口砂在同等强度要求情况下,所需加入的树脂量明显低于本地砂,溃散性的改善效果也令人满意。但是进口砂成本太高而难以承受,不能实现大规模生产。人造莫来石球用作耐火骨料也有较好的效果,但同样存在成本问题,目前仍处于试验阶段。

  (3)减薄型、芯的厚度及扩大壳芯的应用范围。当壳型(芯)的壁厚减小时,浇注后壳型(芯)内部温度上升较快,树脂也易于同周围的空气接触,热分解反应进行比较完全,浇注后型(芯)有很高的溃散性。该观点被生厂商所广泛接受,现在日本的铸铝生产厂家中普遍趋于扩大壳芯的应用范围。但是在考虑到型(芯)的变形等刚度问题时,有时在工艺上不允许减薄壁厚,此工艺将受到限制。

  (4)合成出一种轻合金壳法铸造专用的酚醛树脂:在树脂合成过程中用改性剂来改性,以降低树脂分解温度,减少树脂残碳率,比如用一种直链二元酸类,结构简式为C00H一(CH2)n-C00H(n大于等于6)的有机物进行改性。它的双官能团都能和羟甲基苯酚起反应,形成两芳环夹一个长的脂肪直链段的结构。改性剂EPA(占苯酚质量分数的5%)和苯酚共混,加入弱碱性盐c,50℃保温一定时间,然后加甲醛,在草酸和其他酸的复合催化下进行缩合反应而得到改性酚醛树脂。

  该类树脂具有的特点是:韧性好,平均相对分子质量大,相对分子质量分布宽,粘度小,热失重速度快、温度低等特点。在不影响覆膜砂溃散性的条件下,树脂加入的质量分数可以在1.0%~2.0%之间任意调节(如树脂加入的质量分数为1.0%,覆膜砂的常温抗弯强度大于4.5MPa);少加或不加高氧化性溃散剂,残留强度法测试溃散性可达到99%,高温持久时间达到150s。

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