原砂焙烧对覆膜砂性能影响的研究.pdf

原砂焙烧对覆膜砂性能影响的研究 ﹡ 曾令太，朱世根 ，罗丹 (东华大学, 上海市, 200051) 摘 要:为降低覆膜砂树脂加入量，研究了原砂焙烧对覆膜砂性能的影响。结果表明：原砂 焙烧能大幅度提高覆膜砂的常温抗拉及抗弯强度，显著降低覆膜砂的最大发气量。因此，在 强度保持一定的情况下，原砂焙烧可降低树脂加入量，进一步减少发气量。 关键词: 原砂；焙烧；覆膜砂；强度；发气性 0 引言 随着人们对铸件质量的要求越来越高，覆膜砂由于具有强度高、流动性好、易于充填芯 盒成型、尺寸稳定、存放性好等独特的优点，以及能够满足对铸件尺寸精度和表面光洁度要 求，因而受到越来越多的重视。但是覆膜砂技术仍还面临很多问题，比较突出的是如何降低 树脂加入量的问题。降低树脂加入量意味着覆膜砂发气量的减少和成本的降低。这个问题与 覆膜砂用原砂本身的缺点密切相关。为此，本文作者采用原砂焙烧方法，旨在提高原砂表面 活性能、降低树脂用量以最终提高覆膜砂的性能。 1 实验部分 1.1 主要原材料 70/140目福建平潭原砂；PF1904热塑性酚醛树脂；KH550硅烷偶联剂；固化剂为六亚甲 基四胺(乌洛托品)；润滑剂为硬脂酸钙。 1.2 主要设备 SQY型液压强度试验机(嘉兴仪器厂)；混砂机采用NRJ-411型搅拌机(无锡建筑材料仪器 厂)；ZS6试样成形装置(嘉兴仪器厂)；SFL型型砂发气性测定仪(邯郸华宇仪表厂)；H-15型 电阻炉。 1.3 原砂焙烧处理 先把原砂装入铸铁坩埚，密封好，然后送入H-15型电阻炉，在900℃保温2h后，用铁钳 自炉内夹出坩埚以备后处理，命名为焙烧原砂0。对焙烧原砂用新型偶联处理方法处理备用， 命名为焙烧原砂Ⅰ 1.4 原砂覆膜工艺 将1kg经活性处理或未处理的原砂加热到160℃，保温45 min，迅速倒入搅拌机中,加29g 酚醛树脂,搅拌80s,加11.25g40%乌洛托品水溶液搅拌60s ,再加3g硬脂酸钙搅拌30s, 出砂 破碎、过筛，冷却备用。 1.5 试样制备及试验方法 抗拉试样“8” 字形腰部尺寸为11.15×22.30mm，抗弯试样尺寸高×宽×长为11.15× 22.30×70mm，一次可制作试样三个。制备方法是将模具在加热板上加热至220℃,然后用较 快的速度将冷却后的覆膜砂倒入模具,并用刮板的刀口从试样的中间分两次刮去多余的砂 子，试样在刮平后不应有明显的沟槽或凸起，然后放上上加热板开始计时，硬化时间2min。 待冷到室温后可进行强度试验。试样一组6个取其算术平均值。型砂发气性实验方法为：将 温度指示调节仪的指针调到850℃，开启电源，加热升温，并自动控制温度；用精度为0.01g 的天平称量经过烘干且搅拌均匀的试样1g，均匀地放入不锈钢舟内；当炉温升到预定温度时， ﹡ 本文通讯联系人, 东华大学机械学院, 上海市松江区201620, E －mail: sgzhu@ 。 -1- 将定时选择按钮旋至3min的测试时间刻度上，并按下“定时”开关，将记录仪走纸速度调至 20mm／min位置；用试样钩将盛有试样的不锈钢舟送入石英管，同时将石英管口密封，到预 定时间后,讯响器发出信号，说明此试样的发气性已测试完毕，即可取出试样和不锈钢舟。 每种试样测3次，取其算术平均值。 2 结果与讨论 2.1 原砂焙烧对覆膜砂强度的影响 焙烧原砂配制覆膜砂的工艺与一般原砂配制覆膜砂的工艺相同。但焙烧原砂Ⅰ配制的 覆膜砂是桔红色，与一般覆膜砂有显著的外观区别。这里把焙烧原砂Ⅰ制成的覆膜砂命名为 焙烧砂Ⅰ。为便于比较，制造一种以未焙烧原砂为材料进行新型偶联处理的覆膜砂，命名1 号覆膜砂；以未焙烧原砂为材料不进行偶联处理的覆膜砂，命名0号覆膜砂；以焙烧硅砂0 为材料制成的覆膜砂，命名0号焙烧砂，以与0号覆膜砂对应。各种覆膜砂试样的强度如图1 所示。