酯硬化堿性酚醛樹脂自硬砂

1、堿性酚醛樹脂砂和酚脲脘樹脂砂在堿性酚醛樹脂砂和酚脲脘樹脂砂在鑄鋼上的應(yīng)用鑄鋼上的應(yīng)用圣泉集團(tuán)股份有限公司唐林平一、問題的提出一、問題的提出 鑄件質(zhì)量要求 尺寸精度 表面質(zhì)量 采取的措施 后序精整 調(diào)整工藝 造型材料 占鑄件總成本的50%左右 鑄件總成本：造型 制芯占1/4 熔煉占1/2 清理占1/4（其中70%與造型材料有關(guān)） 廢品率：質(zhì)量?jī)?yōu)劣 使用不當(dāng) 造成的廢品占50%以上二、鑄鋼型芯砂的粘結(jié)劑二、鑄鋼型芯砂的粘結(jié)劑 分類 無機(jī)粘結(jié)劑 有機(jī)粘結(jié)劑 油類粘結(jié)劑1、無機(jī)粘結(jié)劑 粘土砂（濕型、干型、表干型） 水玻璃砂 水玻璃砂：吹co2硬化 水玻璃加入量6%8% 抽真空硬化（vrh）1.8%2.

2、5% 有機(jī)酯自硬 1.8%2.5%2、有劑粘結(jié)劑 呋喃樹脂自硬：樹脂加入量0.8%1.5% 酚脲脘樹脂自硬： 1.0%2.0% 有機(jī)酯堿酚自硬： 1.4%2.0% 吹co2硬化堿酚： 2.5%3.5% 冷芯盒樹脂： 1.0%2.0% 熱芯盒樹脂： 1.5%2.5% 覆膜砂：酚醛樹脂加入量1.0%3.0%3、油類粘結(jié)劑 植物油 礦物油 三、鑄鋼對(duì)造型粘結(jié)劑的要求三、鑄鋼對(duì)造型粘結(jié)劑的要求 鑄鋼件容易出現(xiàn)的鑄造缺陷 氣孔 裂紋 粘砂 縮孔 縮松 表面氣坑 尺寸公差 粘結(jié)劑對(duì)鑄鋼鑄件的影響 粘土砂：氣孔 粘砂 表面氣坑 尺寸公差 水玻璃砂：氣孔 表面氣坑 尺寸公差 樹脂砂：氣孔 裂紋 粘砂 型芯砂應(yīng)

3、具備的性能 一定的強(qiáng)度（高溫、常溫） 良好的退讓性 高的透氣性 低的發(fā)氣量 好的經(jīng)濟(jì)性 環(huán)保無毒等 四、合成樹脂發(fā)展歷史1944年 德國(guó)人發(fā)明了用來制造殼芯的酚醛樹脂樹脂50年代后期 歐洲開始采用呋喃自硬樹脂1960年前后 出現(xiàn)呋喃樹脂熱芯盒法 1968年 亞什蘭開發(fā)出冷芯盒樹脂 1970年酚脲烷自硬砂1975年 發(fā)明二氧化硫硬化冷芯盒樹脂 70年代末 波頓公司開發(fā)出堿性酚醛樹脂 五、幾種自硬砂特性比較1、幾種自硬樹脂的高溫抗壓強(qiáng)度自硬砂種類呋喃酸酚醛酸酚尿烷堿性酚醛抗壓強(qiáng)度mpa0.2330.2880.2330.291 下表是幾種自硬砂在1200時(shí)保溫2分鐘后測(cè)得的高溫抗壓強(qiáng)度。 由此可以看

4、出堿酚自硬砂具有較高的高溫強(qiáng)度。2、自硬砂性的熱膨脹率3、幾種自硬砂型在850時(shí)的熱應(yīng)力 比較 4、幾種自硬砂1000時(shí)的熱變形1酸固化呋喃樹脂自硬砂 2酸固化酚醛樹脂自硬砂 3酯硬化堿性酚醛樹脂自硬砂 4酚醛尿烷樹脂自硬砂5、幾種自硬砂的發(fā)氣量比較6、幾種工藝砂的性能對(duì)比呋喃樹脂自硬砂堿性酚醛樹脂自硬砂酯固化水玻璃自硬砂工藝配方樹脂：1.0-1.2%固化劑：0.5-0.6%樹脂：1.2-2.0%固化劑：0.3-0.5%水玻璃：2.5-3.5%固化劑：0.3-0.5%可使用時(shí)間5-40min5-40min5-90min24h抗拉強(qiáng)度0.6-1.6mpa0.4-1.2mpa0.4-1.0mpa型

5、芯存放性好，基本不吸濕好，吸濕少一般，有吸濕高溫?zé)崴苄孕≥^大大鑄型退讓性較差較好好發(fā)氣量中小小鑄件表面質(zhì)量尺寸精度好好一般鑄件滲硫可能無無鑄件滲碳可能很少無鑄件滲氮可能無無氣孔傾向較低較低低熱裂傾向較高低低型芯落砂潰散性極佳、易清理潰散性一般再生回用性干法回用性最好可干法回用，較好一般再生回用率95%80%70%勞動(dòng)條件較好較好較好環(huán)境保護(hù)有污染污染較小污染較小鑄造缺陷熱裂、氣孔等缺陷少較少六、堿性酚醛樹脂砂1、堿性酚醛樹脂砂工藝特點(diǎn) 粘結(jié)劑系統(tǒng)不含n、p、s等有害元素，不會(huì)產(chǎn)生因滲n、p、s引起的缺陷，可用于各種合金鑄件，尤其適用于合金鋼、球墨鑄鐵件。 堿酚樹脂砂有硬化不完全性，型、芯砂在澆

6、注初期，先呈現(xiàn)短暫的熱塑性，而后二次硬化變成剛性，直至潰散。這一特性可以明顯減少鑄件熱裂傾向，降低鑄件澆注沖砂缺陷，有利于提高鑄件尺寸精度。 對(duì)原砂適應(yīng)性強(qiáng)，不僅適用于硅砂，而且可用于耗酸值較高的堿性原砂。 固化劑為多元醇的乙酸酯，無毒、無腐蝕性，無爆炸危險(xiǎn)。 硬化性能好，硬化速度可通過固化劑品種來調(diào)節(jié)，型、芯內(nèi)部和外部幾乎同時(shí)硬化。可使用時(shí)間和脫膜時(shí)間之比可達(dá)到40%以上。 氣味低，澆注時(shí)不釋放so2氣體，改善勞動(dòng)環(huán)境，有利環(huán)保。2、堿性酚醛樹脂的合成 酯硬化堿性酚醛樹脂用的樹脂是以苯酚和甲醛為原料，用堿（naoh、koh、lioh）作為催化劑合成的，由于樹脂中含有大量的堿，使得樹脂中的酚羥

7、基以酚氧負(fù)離子形式存在，樹脂具有一定的堿性，故而水溶性好。所用的固化劑一般為多元醇的有機(jī)酯。3、堿性酚醛樹脂砂硬化機(jī)理 樹脂的固化反應(yīng)是由于樹脂中的酚氧負(fù)離子與酯發(fā)生雙分子親核取代反應(yīng)，其反應(yīng)分為兩個(gè)階段進(jìn)行，首先形成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，然后轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞蚪宦?lián)的體型高聚物。由于酯參與交聯(lián)反應(yīng)，因此酯與樹脂有一定的加入比例，實(shí)際使用中一般為樹脂重量的2030%。4、堿性酚醛樹脂砂硬化特性 堿性酚醛樹脂砂是一種典型的“漸硬型”自硬砂，反應(yīng)過程需要幾十分鐘到十幾個(gè)小時(shí)才能完成，通常將24小時(shí)的試樣強(qiáng)度作為終強(qiáng)度。硬化時(shí)間從理論上說應(yīng)該是混砂過程中自樹脂與固化劑接觸的瞬間開始計(jì)起，但實(shí)際生產(chǎn)中，則通常是混好

8、的砂子自混砂機(jī)卸出時(shí)開始計(jì)起。堿性酚醛樹脂的硬化特性曲線5、堿性酚醛樹脂砂的再生 濕法再生 再生效果好，再生砂質(zhì)量接近 新砂，設(shè)備一次性投資大，應(yīng)用很少 干法再生 沖擊式和擦磨式兩類，多級(jí)摩 擦再生相結(jié)合，再生效果好，應(yīng)用廣泛 熱法再生 高溫（800900）低溫（320 350），單一熱法不適合，熱法與機(jī) 械再生結(jié)合，效果好，應(yīng)用較廣泛 化學(xué)再生 與熱法或干法再生結(jié)合，沒有 推廣 6、堿酚樹脂砂應(yīng)用實(shí)例 有機(jī)酯堿性酚醛樹脂砂 吹co2硬化堿性酚醛樹脂砂 七、酚脲脘樹脂砂1、酚脲烷樹脂自硬砂有個(gè)三組分： 組分為酚醛樹脂 組分為聚異氰酸酯 組分為催化劑 酚尿烷樹脂砂的固化是由于液體苯基醚酚醛樹脂（組分1）中的羥基和液體聚異氰酸脂（組分2）中的異氰根交鏈作用形成固態(tài)的聚氨脂樹脂。在型砂的可使用時(shí)間內(nèi),粘度不發(fā)生明顯的變化。因此,型砂的流動(dòng)性很高,而固化幾乎是在瞬間完成,并能迅速建立強(qiáng)度。 2 2、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)機(jī)理 3、反應(yīng)式組分組分1與組分與組分2的加成聚合反應(yīng)的加成聚合反應(yīng)4、酚脲脘樹脂砂具有以下特性： 對(duì)原砂和環(huán)境的敏感性較低，硬透性好，固化速度快，脫模一小時(shí)后即可澆注。 可使用時(shí)間與脫模時(shí)間之比：0.750.80，固化速度可以隨意調(diào)節(jié)。 不含s、p，發(fā)氣量小，可降低氣孔缺陷避免表面組織惡化。