水玻璃有机脂自硬砂的研究.docVIP

水玻璃有机脂自硬砂的研究 一、前言： 在单件小批量的铸件生产中，我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件，提高劳动效率，改善铸件质量，取得了积极的成果，我国从七十年代初期开始，便对水玻璃自硬砂着手研究开发。根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会，认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保，价格，气孔缺陷，铸钢增碳等问题，而且适应性强。 二、影响硬化反应的因素： 水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂（或其它特种砂）为原砂，水玻璃为粘结剂，易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多，其中主要有三个因素，有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。 1、? 脂的种类的影响 有机脂的种类很多，它们的化学性又大不相同，与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊，据有关资料介绍可以快到几分钟，慢到几小时，这样就可以根据生产需要，选用不同速度的硬化剂搭配。 为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题，在MDT-901中加入适量的1#调节脂，硬化反应速度显著加快，表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。 2、? 水玻璃模数的影响 试验证明水玻璃模数越高，硬化反映速度越快。表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。 混合脂和MDT-901硬化反映速度对比（其它条件相同） 表1 序号 脂类 自硬砂抗压强度MPa 1小时 1.5小时 2小时 3小时 8小时 1 混合脂 0.15 0.24 0.42 0.54 1.08 2 MDT-901 0.02 0.11 0.18 0.38 1.1 3、? 环境温度的影响 系统温度是大多数化学反应的条件之一，造型是在敞开的条件下操作，所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大，为适应生产需要，低温季节必须使用硬化调节脂（见表1）表3数据说明温度对硬化反应的影响。表2：不同模数的水玻璃硬化反应速度对比 序号 水玻璃模数 型砂配方 自硬砂抗压强度（MPa） 原砂 水玻璃 脂 0.5小时 1小时 1.5小时 2小时 3小时 5小时 8小时 1 2.8 100 4 0.4 0.38 0.8 0.9 0.95 1.1 1.4 1.5 2 2.4 100 3.5 0.5 0.05 0.32 0.6 0.7 0.8 0.95 1.1 表3：不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比 序号 试验月份（气温℃） 自硬砂抗压强度（MPa） 1小时 2小时 3小时 4小时 5小时 1 7月（30左右） 0.3 0.95 1.1 1.4 2 1月（0左右） 0.088 0.15 0.28 0.35 0.4 三、原材料及配方工艺 原材料及配方工艺 （一）??? 原材料 1、? 原砂 水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻，当然粒形比较好、灰、粉少，粒度分布好的原砂，水玻璃加入量可经减少，我们原则上规定，作为面砂的石英砂，其成分级别在2S以上粒度为5#（40/70或45/75目），水分含量＜1，过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想，因而水玻璃加入量较多，一般为原砂量的1.5%左右，采用粒形好，粉尘少的海砂，水玻璃加入量为原砂的.3%。 2、? 水玻璃 前面已经说明，水玻璃的模数明显影响型砂的硬化反应速度，同时对型砂 强度和溃散性也有较大影响，在生产中所使用的水玻璃，其模数为2.4左右，浓度为48-52Be。 3、? 有机脂 脂的种类很多，而它们的化学活性又不相同，用它们作为水玻璃型砂的硬化剂，可以在很大的范围内调节反应速度，目前根据国内资源和价格情况，应用MDT-901和1#调节脂，对其质量要求如下： （1）??????? MDT-901：脂含量＞96%，游离酸含量＜0.5%。 （2）??????? 1#调节脂：（工业级）随着我国石油化工生产的迅速发展，不但为有机脂的生产提供了丰富的原料，而且已经开发出系列有机脂硬化剂，其硬化反应速度可根据工艺需要选择。 （二）??? 配方及混砂工艺 1、? 型砂配方 根据工艺需要，可以选用不同种类的原砂配制水玻璃有机脂自硬砂，以获得优质铸件，通常应用最多的是石英砂，其配方表4。 表4：水玻璃 有机脂自硬砂配方表 材料名称 石英砂 MDT-901 水玻璃 加入量（%） 100 0.3-0.4 3.3 2、? 混砂工艺 拌匀?????????????? 拌匀 原砂+硬化剂?????? +水玻璃???? 放砂 混砂要求拌和均匀，越快越好，采用连续式混砂机配制型砂随混随用，二节搅拌槽，搅拌时间约15秒钟。 四、型砂性能及其对铸造生产和铸件质量影响 水玻璃有机脂自硬砂具有良好综合性能，强度高，水分低，透气性和流动性好，适应于大件、单件、小批量产品组织机械化流水线生产。 1、? 型砂硬化速度快，强度高