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探究呋喃树脂的硬化特性及温度、湿度对树脂砂性能的影响

发布时间:2015-05-05 来源:金沙电玩城,金沙电玩城开户,澳门金沙电玩城开户 点击:2126

金沙电玩城,金沙电玩城开户,澳门金沙电玩城开户 www.sdfnsz.com 石家庄属温带大陆性季风气候,常年空气较干燥,冬季寒冷,夏季炎热,春秋虽气候温和,但时间短,早晚温差较大,春、秋两季平均气温一般在10~25℃,夏季在20~38℃,湿度较大,冬季则在-10~5℃,较干燥,24怦均温差约10~15℃。上述条件,虽然有些对树脂砂生产有利比如干燥),但常年生产过程中,温度、湿度变化很大,如果控制不好,会给树脂砂生产带来不利的影响,使铸件废品上升,甚至不能生产。为此,针对上述气候条件,我们作了系列试验研究。

1试验所用材料性能及配制工艺

试验用原砂为围场河北承德标准砂,粘结剂为金沙电玩城,金沙电玩城开户,澳门金沙电玩城开户,固化剂为磺酸类,其性能指标分别见表1~表3。
表1 原砂性能指标
表2 呋喃树脂性能指标
表3固化剂性能指标

呋喃树脂自硬砂配制工艺为:呋喃树脂加入范围0.8%~1.5%(占砂重),固化剂加入范围30%~70%(占树脂),在S2004碗式混砂机中混制,混制工艺为:

2试验方法

2.1试验1温度对型砂性能的影响

当树脂加入量为1.2%,固化剂加入量为50%,相对湿度为40%不变时,研究不同环境温度下,树脂砂起模时间及初、终强度,其结果如表4,可以看出,在相对湿度不变的情况下,温度升高,固化速度加快,可用期缩短,起模时间减少,并且终强度在温度20℃附近时达到最高值。
表4不同环境温度下树脂砂起模时间与初强度终强度的关系

2.2试验2湿度对型砂性能的影响

在固定温度20℃、树脂加入量1.2%和固化剂加入量50%的条件下,相对湿度对起模时间及初、终强度的影响如表5
表5不同环境湿度树脂砂起模时间与初强度终强度的关系

试验表明,在温度相同的条件下,湿度越大,固化速度越慢,强度则降低,环境湿度在50%,终强度达最高值。

3试验结果及分析

3.1温度对树脂砂性能的影响

呋喃树脂自硬砂的硬化速度跟温度有关,温度越高,硬化速度越快,可用期和脱模时间缩短。温度降低,可用期和脱模时间延长,会造成硬化不良,终强度降低。树脂自硬砂较理想的环境温度为20~30℃。当温度低于5℃时,自硬速度很慢,即使固化剂的加入量增加到80%固化速度也很慢,并且终强度降低。当温度升至300C时,自硬速度加快。因我厂铸件实际生产中80%应用再生砂,砂温较高,尤其是夏天,在每天开炉的情况下很难降到室温,如在33~37℃环境温度下操作,一出砂就开始硬化,几乎无可使用时间,树脂砂强度低,几乎不能生产。而我厂环境温度变化较大,夏天温度高,冬天温度偏低。所以在北方夏季与冬季温度变化较大是树脂砂生产不易控制的季节。

3,2相对湿度对树脂砂性能的影响

湿度对树脂自硬砂性能的影响主要是水分活性分子析出树脂砂界面,从而形成一个弱界面层。水分主要来源于3方面:①原材料中国有的水分;②树脂薄膜吸收大气水分;③由于呋喃树脂砂硬化过程是一个缩聚反应,反应时生成水分。如果空气中湿度大,试样中水的扩散将受到阻碍,硬化速度便会降低,这就延长了可用期与脱模时间。当湿度超过一定限度,可能造成不硬或硬化强度大幅度下降的趋势。通过试验可以看出当环境相对湿度为50%时,可获得较高的终强度:当相对湿度小于50%时,终强度则随湿度的减少而降低,固化速度快,体现在起模时间短。当相对湿度大于50%时,终强度随湿度增大而降低,固化速度慢,起模时间长。我厂所处环境相对湿度在20%~70%之间,大部分时间属较干燥气候,对树脂砂硬化是较为有利的,但是在夏天雨季,湿度较大,较难控制。

3.2实际生产中环境温度、湿度的控制

我厂树脂砂所用型砂主要为再生砂(占80%,其余20%为新砂),一共有S524和S528两条生产线,针对冬天冷,固化慢,砂型强度低,采取以下措施:①控制砂温,开启供暖设备,加热循环水,使砂温升高到20℃左右,最适宜的砂温10~30℃②控制环境温度,车间采用供暖设备;③因造型生产线采用模板化,可以通过加热底板来提高劳动生产率④采用酸值高的固化剂提高固化速度;⑤控制打箱的时间,使再生砂及时的流入造型区域,通过严格控制,每年冬天从未因天气变化而降低铸件产量,铸件质量也得以保证。

夏天气温高,因砂温过高,固化速度过快,砂型强度降低,造成铸型疏松,砂粒脱落,铸件易产生,诸如粘砂、胀箱、毛刺等缺陷。尤其当气温在∞oC以上时,为保证铸件质量,我们主要采用循环水冷却砂温,并严格控制工人操作,安排夜班工人把第2天要用的砂子提前降温储备到砂斗,储量基本够厌生产。另外,车间开启通风设备控制环境温度,并采用酸值低的固化剂,调整树脂固化剂的加入量,提高砂型强度以满足生产要求。针对夏天雨季湿度较大的特点,因湿度大固化慢、型砂强度低,采用加入硅烷来调节,加入量为树脂的1%。~2%,大大提高了强度和固化速度。

4结论

(1)北方春天秋天气候条件对树脂砂的生产非常有利,温度湿度较适合,在这个季节生产树脂砂砂型的终强度高,固化速度好控制,生产出的铸件缺陷少,生产效率高。

(2)北方夏天与冬天气候变化较大,给生产带来不利的影响,根据不同的温度、湿度等条件,结合现场实际生产情况,通过培训生产人员、对设备、生产环境的改善,已经掌握了一套应对措施,使生产能够顺利进行,废品也减少到较低限度。

(3)除温度、湿度对呋喃树脂自硬砂有一定的影响外,其他因素如原砂的质量,再生砂的再生效果,以及树脂固化剂的加入量等都对树脂砂的性能变化起作用。

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