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探究影响呋喃树脂砂铸造因素和解决方法

http://jyccbd.com 发布日期:[ 2016-03-16 ] 共阅[ 1803 ]次

在铸造企业中,呋喃树脂砂的应用在近几年都是比较普遍的,并且,随着社会经济的发展,其工艺已达到成熟水平,发展也越来越快。在铸造的过程中也有诸多优点,如:表面光洁、尺寸精确高、棱角清晰、废品率低、造型效率高等。但是,在应用的过程中,仍存在很多的问题,文章就影响呋喃树脂砂铸造因素和存在的问题进行分析和解决。

1铸造工艺对呋喃树脂砂铸造的影响及注意事项

1.1铸造的工艺

呋喃树脂砂在铸造生产过程中有瞬间发气量大,容易产生气孔,高温的溃散性好等特点,也易出现夹杂和冲砂现象。而在设计浇注系统的过程中,要按照以下原则:快速平稳、封闭底注、保证压头、严格挡渣。因此,在铸造工艺设计中,浇注系统的截面积要比粘土砂工艺大,内浇道要分散放置。为了提高浇注系统挡渣的能力,可以在横浇道加入陶瓷过滤网。为了避免在浇注过程中出现冲砂现象,也可用陶瓷管做直浇道和底注的内浇道。因为呋喃树脂砂的强度高,所以在铁水凝固过程中不容易在产生缩孔,同时为了避免产生气孔或夹渣,所以在浇注时铁水温度一般也不低于1320℃。

1.2模型质量

对于中小批量生产的复杂铸件一般选用放置较久的干木料作为模型制作材料。为保证模板的刚性和平整度.型板的面板可选用较厚的多层板材料。对于中大型板,可以加装焊接的“米”字型槽钢框架进行加固,避免出现模型放砂箱后型板变形现象。如对模型的精度和寿命有更高要求,在已有成熟铸造工艺并可接受增加的模型成本,可以选择铝型或树脂型,但缺点是不易改型。工程技术人员也要在投产前对模型尺寸是否符合图纸和缩率的要求、是否符合设计工艺、是否适宜车间操作使用等问题进行确认。

2铸造材料对呋喃树脂砂铸造的影响及注意事项

原砂和树脂固化剂是呋喃树脂砂铸造中重要的铸造材料,它们的质量好坏直接影响铸件质量好坏。

2.1原砂的选择

原砂一般选用粒度在40-70目烘干后的擦洗砂。需要指出的一点是,破碎砂虽然有二氧化硅含量高、耐火度高、高温膨胀应力小等优点但不适用于呋哺树脂砂,因为破碎砂经过铁水高温烘烤和在砂再生设备中高速摩擦脱模再生后易粉碎,不利于反复再生使用。并且破碎砂角型多为尖角不利于提高树脂砂混合料的紧实度、流动性,也降低树脂砂固化强度。

2.2树脂固化剂的选择

适合铸造生产的树脂有很多种,但对于中小批量生产的灰铸铁来说中氮呋哺树脂是比较合适的。树脂中主要含有糠醇、酚醛和尿醛三种组分,需要综合考虑成本、产品类型和产品质量等因素确定三种组分的比例。中氮树脂含氮量一般为2%-50/e,含水量不大于5%。

3树脂砂混合料的工艺参数对呋哺树脂砂铸造的影响及注意事项

3.1固化强度

树脂砂混合料的固化强度可以划分为初强度和终强度,初强度是树脂砂混合料的固化l小时的抗拉性强度,可以被控制在0.1-0.4MPa。而树脂砂混合料的固化24小时的抗拉强度,就是终强度,他可以被控制在0.6-0.9MPa。不可一味追求过高终强度,否则就会使呋喃树脂加入过量,增加企业成本,再生砂灼烧减量过高再生困难,铸件易出现气孔。

3.2可使用时间

树脂砂混合料的可使用时间一般是指刚混制好混合料制作砂试样时间与在24小时终强度只剩下刚混制好砂试样24小时终强度70%的情况下的间隔制作时间。一般在生产的过程中,可以将树脂砂混合料开始混合到混合料发粘的时间认为是型砂使用的时间,其可控制在3-10分钟。而对于铸造的大型树脂砂而言,控制时间在15分钟左右。

3.3固化时间

在混合好树脂砂后,一般都会经过24小时,让树脂砂自行硬化,从而使之达到最高的强度。但是,由于生产呋喃树脂砂的企业不同,生产的环境和规模也不相同,所以,在浇注和造型之间的时间间隔一般都被控制在24小时之内。

3.4树脂固化剂加入量

树脂加入量一般为砂重的0.8%-1.2%,固化剂加入量一般为树脂的30%-60%(质量分娄妙。过低的树脂加入量容易导致起模塌箱、浇注冲砂等问题;过高的树脂加入量易导致增加企业生产成本、增加再生砂灼烧减量、铸件表面气孔缺陷等问题。所以树脂具体的加入量要根据实际造型的的砂箱大小、模型复杂程度、树脂砂终强度等要求进行调整。过低的固化剂加入量不易使固化剂和树脂充分混合均匀,过高的固化剂加入量会造成浪费。

3.5吃砂量

呋喃树脂砂的强度高,其吃砂量要比粘土砂要小。过高的砂铁比,浪费树脂固化剂,产生大块的废砂块,加重再生机和落砂机负担,使LOI值不断升高,最终会增加铸件的气孔缺陷;而过低的砂铁比,就会在铸件浇注的过程中发生跑火现象。可通过制作专用砂箱和向砂型内填充旧砂块的方式降低砂铁比。

4铸造设备对呋喃树脂砂铸造影响及注意事项

4.1混砂设备

混砂机是重要的铸造机械之一,它的运行稳定也直接影响着混砂质量。根据呋喃树脂砂工艺特点其适合选用连续式单臂或双臂混砂机。

4.1.1树脂加入控制方式

树脂加入可采用多档旋转开关+plc(带触摸液晶屏)+变频器+交流电机+齿轮泵的控制方式,通过4档旋转开关分别设定树脂0.8%-1.2%的加入量。混砂机操作工可根据实际生产情况快速调整混砂机树脂加入量。

4.1.2固化剂加入控制方式

为稳定起模时间减少对起模时间估计错误导致砂型报废的风险,固化剂加入可采用通过砂温变化自动调整固化剂加入量的方式。但这种方式也有一定缺点,有可能出现砂温突然过高固化剂加入过少的现象,最终导致砂型硬化不完全报废。为解决这一问题,可以将固化剂加入由单种固化剂单泵的方式改进成AB双固化剂双泵的方式。AB固化剂分别采用高低量两种酸度值的固化剂。可以实现固化剂加入量恒定但酸度值变化的功能,来代替单一固化剂。AB固化剂加入可采用砂温探头+多档旋转开关+plc(带触摸液晶屏)+变频器+交流电机+电动双头隔膜泵的控制方式,这种方式兼顾自动和手动。混砂机在保持恒定的固化剂加入量情况下,通过砂温在一定范围内变化自动调整AB固化剂配比来调整固化剂酸度值,从而使树脂砂硬化速度保持基本恒定。

4.1.3混砂机日常保养和校准

由于天气的变化,树脂和固化剂的粘度发生变化,使得固化剂容易出现结晶现象,所以,在相同的电动齿轮泵电压下,树脂和固化剂加入量会发生波动,轻则影响砂型砂芯质量重则堵塞加料管道和阀门及损坏加料泵。所以,混砂机操作工每天生产前后应对液料管道、过滤器和搅笼搅刀进行清理,技术员应定期对混砂机砂流量、树脂加入量和固化剂加入量进行测量校准,从而保证混砂质量。

4.1.4采用正确的加料顺序

单臂连续混砂机搅笼正确的加料顺序先是砂,然后固化剂,最后树脂。否则会减少树脂砂混合料可使用时间,降低砂强度,最终影响造型质量。

4.2砂再生设备

砂再生设备主要作用是脱树脂膜和除尘。LOI值(灼烧减量)是衡量再生砂脱膜率的重要指标,LOI值一般控制在小于3.5%。型砂粉尘含量高会增加树脂的消耗量,造成砂型透气性差,出现废品率高的现象,所以尽可能降低型砂中的粉尘含量。

4.3砂调温

树脂砂生产时理想砂温是25-30。C,砂温高低对树脂固化速度有很大影响,在砂温超出一定范围后通过固化剂调整树脂硬化速度非常困难,效果也不理想。所以在不同季节要使用砂调温设备对型砂进行升温或降温处理。

5结束语

总之,呋喃树脂砂的铸造生产中,合理的铸造工艺、合格的铸造材料、可靠的铸造机械设备和熟练的技术工人为铸造企业生产优秀铸件必不可少的基本条件。以上是作者在企业生产实践中发现并需注意的一些问题及影响因素,通过分析解决这些问题可以帮助铸造企业提高产品质量,降低生产成本,增加效益和稳定发展。

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