自硬呋喃樹(shù)脂砂鑄造15問(wèn)答

2018-11-01  來(lái)自: 青州恒威材料科技有限公司 瀏覽次數:651

 1.為什么磷酸多用作高氮自硬呋喃樹(shù)脂的固化劑,而很少用作低氮自硬呋喃樹(shù)脂的固化劑?


  這是因為低氮高糠醇樹(shù)脂,采用酸做固化劑時(shí),硬化速度慢,脫模時(shí)間長(cháng),且強度很低。高氮低糠醇樹(shù)脂使用磷酸做固化劑可獲得必要硬化速度。而且,高氮低糠醇樹(shù)脂采用磷酸作催化劑可獲得很好的終強度?! ?/p>


  造成這種結果的原因主要是由于磷酸與糠醇的互溶性差,而與水的親和力大,使得樹(shù)脂和催化劑中所含的水分以及樹(shù)脂在縮聚反應中生成的水不易擴散排出而以磷酸為核心生成水滴殘存于樹(shù)脂膜中,破壞了樹(shù)脂膜的致密性,故強度較低。)而高氮樹(shù)脂與水的互溶性好,各種水分不易以磷酸為核心集中為水滴,樹(shù)脂膜結構好,強度高。


  2.為什么酚脲脘自硬樹(shù)脂的硬透性比自硬呋喃樹(shù)脂砂好?


  因為酚脲脘樹(shù)脂的固化過(guò)程是聚合反應,固化過(guò)程中不產(chǎn)生小分子的水,不存在因型內外水分的揮發(fā)速度不同使其內外固化速度不一致的問(wèn)題,而自硬呋喃樹(shù)脂的固化過(guò)程是縮聚反應,反應過(guò)程中產(chǎn)生水分,因型芯內外的水分蒸發(fā)速度不同,導致了其內外固化速度不同,故其硬透性差些。這也是呋喃自硬樹(shù)脂砂的固化速度受空氣相對濕度影響較大的原因。


  3.為什么生產(chǎn)鑄鋁、鑄銅件可以選用高氮呋喃樹(shù)脂?


  由于鋁、銅金屬液對氮幾乎不溶解,因此,即使使用高氮樹(shù)脂在澆注過(guò)程中樹(shù)脂分解產(chǎn)生的氮,也不會(huì )被鋁、銅金屬液吸收,也就不會(huì )在凝固過(guò)程中因析出氮而形成氮氣孔。因此,生產(chǎn)鑄鋁、鑄銅件可以為滿(mǎn)足潰散性的需要而選用高氮樹(shù)脂。


  4.為什么自硬樹(shù)脂砂生產(chǎn)重量大的鑄件,澆注系統宜于用陶瓷管制作?


  采用自硬樹(shù)脂砂造型,當生產(chǎn)重量較大的鑄件時(shí),由于澆注時(shí)間長(cháng),澆注系統在高溫金屬液的長(cháng)時(shí)間熱作用下,易使樹(shù)脂砂過(guò)早潰散喪失強度,造成沖砂缺陷,因此,對重量較大的鑄件,澆注系統宜用陶管制作,同時(shí)使澆注系統特別是直澆道不易上涂料的問(wèn)題得到解決。


  5.采用自硬樹(shù)脂砂造型、制芯時(shí),如何確定樹(shù)脂砂的可使用時(shí)間是否滿(mǎn)足要求?


  當采用間歇式混砂機時(shí),樹(shù)脂砂的可使用時(shí)間要大于樹(shù)脂砂從混好卸砂到用完的這段時(shí)間;當采用連續式混砂機造型、制芯時(shí),樹(shù)脂砂的可使用時(shí)間要大于從混砂機的出砂口起始放砂位置到又回到該位置連續放砂的這段時(shí)間。


  6.自硬樹(shù)脂砂用模樣的撥模斜度為什么要比粘土砂大些?


  樹(shù)脂砂型芯在起模時(shí)已具有一 定的硬化強度,無(wú)退讓性,一般不能通過(guò)敲擊模樣和芯盒框使砂型或砂芯壁來(lái)達到松動(dòng)模樣,起模時(shí)摩擦力較大;樹(shù)脂砂型與砂芯的可修補性差,起模時(shí),砂型,芯一旦不完整,較難修補。


  7.樹(shù)脂砂工藝生產(chǎn)鑄鐵為什么宜少設被縮冒口,多設出氣冒口?


  樹(shù)脂砂型剛度好,澆注初期砂型強度高,這就有條件利用鑄鐵凝固過(guò)程的石墨化膨脹,


  8.為什么含糠醇70%-80%的自硬呋喃樹(shù)脂的常溫終強度大?


  從理論上講,呋喃樹(shù)脂中的脲醛樹(shù)脂比例越高,其常溫終強度越大,因此當糠醇含量大于80%時(shí),糠醇含量越高,即含氮量越低,常溫終強度越低。但隨著(zhù)脲醛樹(shù)脂的增加,呋喃樹(shù)脂的含水量相對增高,又會(huì )降低硬化速度和終強度。(請關(guān)注“鑄造生態(tài)圈”)當糠醇含量低于70%時(shí),樹(shù)脂終強度的下降趨勢超過(guò)了上升趨勢。因而一般情況下,糠醇含70%~80%時(shí),自硬呋喃樹(shù)脂砂的常溫終強度大。


  9.為什么采用催化活性過(guò)強固化劑和過(guò)多的固化劑加入量,會(huì )導致樹(shù)脂砂的終強度下降?


  采用催化活性過(guò)強的固化劑或過(guò)多的固化劑,會(huì )導致預固化階段過(guò)短,樹(shù)脂中無(wú)規則卷曲線(xiàn)團狀預聚物尚未充分伸展和有序化,就被已經(jīng)交聯(lián)的預聚物阻塞在體形結構中,使線(xiàn)團中的大量活性基未能參與反應,不能形成聚合度很大的聚合物。所以盡管樹(shù)脂砂硬化較快,初強度較高,卻必然導致終強度的明顯下降。    


  10.為什么自硬樹(shù)脂砂的舊砂需要再生回收利用時(shí),不宜用磷酸做固化劑?


  用磷酸做固化劑的砂型、芯在澆注后,磷酸不能在金屬液的熱作用下分解破壞,而生成磷酸鹽沉積在砂粒表面,較難通過(guò)再生去除,導致再生砂配制的樹(shù)脂砂的強度下降很多,并且增加鑄型膨脹,使夾砂傾向增加。


  11.為什么酸硬化的甲階酚醛樹(shù)脂自硬砂宜選用游離酸含量低,總酸高的有機酸做固化劑,不通用無(wú)機酸做固化劑?


  由于酸硬化的甲階酚醛樹(shù)脂中含水量高,因此發(fā)生交聯(lián)反應時(shí),除樹(shù)脂本身縮聚產(chǎn)生水外,還將釋放數量很多的水,這些水將起稀釋固化劑的作用,使反應很慢。增加固化劑的游離酸含量,才會(huì )使硬化速度變快,但會(huì )使自硬砂的強度下降很多,因此要保證硬化速度,又不使樹(shù)脂砂的強度下降較大,只能增加固化劑的總酸值。由于無(wú)機酸的游離酸一般都較高,所以對于酸硬化的甲階酚醛樹(shù)脂,宜選用總酸度高,游離酸含量低的有機酸做固化劑。


  12.為什么酸固化甲階酚醛樹(shù)脂砂的固化劑加入量宜以占樹(shù)脂的百分數表示?


  這是由于酸固化甲階酚醛樹(shù)脂是由苯酸和甲醛在堿性催化劑作用下縮合而成的,出廠(chǎng)前用酸將堿性催化劑中和并使其成弱酸性。因此樹(shù)脂對酸性固化劑不如呋喃樹(shù)脂那樣敏感,在酸濃度相當高時(shí)才發(fā)生交聯(lián)反應。另外,此種樹(shù)脂的含水量很高,一般都在某些方面15%左右或更高。發(fā)生交聯(lián)反應時(shí),除樹(shù)脂本身綜合產(chǎn)生水分外,還要釋放很多原與樹(shù)脂互溶的水。這些水將固化劑稀釋?zhuān)杂采爸袠?shù)脂加入量越多,此種稀釋作用就越強,因而要保持同樣的固化速度,不得不增加固化劑的加入量。所以對于甲階酚醛樹(shù)脂自硬砂,固化劑的加入量以占樹(shù)脂的百分數計算為宜。


  13.為什么剛起模的型芯及剛修補過(guò)的地方不宜立刻上涂料?


  因為剛起模及剛修補過(guò)的型、芯中的樹(shù)脂硬化反應還處于初期階段,若遇到水基涂料中的水分(溶劑)會(huì )影響硬化的正常進(jìn)行(對于酚脲烷自硬樹(shù)脂,則未反應的二組分聚異氰酸酯可與水分反應而失效);如使用醇基涂料,施涂料后需立刻點(diǎn)燃,也會(huì )使未反應的樹(shù)脂過(guò)燒。這些都會(huì )影響型、芯的表面穩定性。


  14.為什么堿性酚醛樹(shù)脂砂的舊砂再生較困難?


  由于堿性酚醛樹(shù)脂的堿性很高(其PH值通常為11~13),樹(shù)脂中含有較多的堿(一般為氫氧化鉀),澆注時(shí),樹(shù)脂中的堿易與硅砂作用生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽,熔融的硅酸鹽牢固的粘附在砂粒上不易去除,造成舊砂再生較為困難。


  15.選擇樹(shù)脂的類(lèi)型時(shí),應考慮鑄件的哪些因素?


  主要應考慮鑄件的以下因素:


 ?。?)鑄件的材質(zhì)。鑄件(鑄鋼件、高合金鑄鐵件)的材質(zhì)產(chǎn)生氮氣孔的傾向大時(shí),宜選擇低氮或無(wú)氮樹(shù)脂;當鑄件(球墨鑄鐵件、灰鑄鐵件)的材質(zhì)為產(chǎn)生氮氣孔的傾向小的黑色金屬時(shí),可選擇中氮樹(shù)脂;對氮不溶解的銅、鋁件要選擇高氮樹(shù)脂。


 ?。?)鑄件的重量、壁厚、及澆注溫度。當鑄件的重量較大,壁較厚,澆注溫度較高時(shí),應選擇糠醇含量高、脲醛含量低的樹(shù)脂,使型芯的高溫強度滿(mǎn)足需要;澆注溫度低、重量輕,薄壁的鑄件,需要的高溫強度低,可以選擇脲醛含量高些的樹(shù)脂,以降低成本。


 ?。?)鑄件的結構。鑄件易出現熱裂,宜先用高溫度低的樹(shù)脂作粘結劑。對易出現熱裂的鑄鋼件,宜選用堿性酚醛樹(shù)脂,不宜選用呋喃無(wú)氮樹(shù)脂為粘結劑;鑄件易出現冷裂,宜選用潰散性好的做粘結劑。

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