第2篇__砂型和砂芯的制造.ppt

1.2 砂芯粘结剂的分类 （1） 按比强度分 比强度：是指每1%（质量分数）的粘结剂可获得的砂芯干拉强度，以下式计算： σ比=σ/c = 100σ/a（100-b） 式中：σ 工艺式样的干拉强度总值 c 粘结剂活性部分的质量分数 a 在工艺试样内粘结剂的质量分数 b 粘结剂中溶剂的质量分数 见表2-3-1，分三组。 （2）按粘结剂用于造芯时的硬化工艺、温度分类 见表2-3-2。 O 1.3 砂芯粘结剂的选用 选用依据： （1） 根据砂芯特点 Ⅰ、Ⅱ级选用1、2组粘结剂 Ⅲ级可选用2、3组粘结剂 Ⅳ、Ⅴ级砂芯可粘土、水玻璃、水泥作粘结剂。 （2） 生产条件 大批量：生产率及砂芯精度要求高，采用壳芯法、冷、温、热芯盒法。呋喃、酚醛树脂、有机酯 小批量：自硬呋喃、酚醛树脂、酚尿烷树脂或采用烘干法硬化的干性油、合酯、渣油。 （3） 材料的来源和成本 （4） 造芯工艺技术的发展方向和国家政策 第2节 油砂和合酯砂 2.1 油砂 （1） 植物油粘结剂 植物油：植物油是油脂的一种，凡植物油都是由三个脂肪酸（RCOOH）分子和一个丙三醇[C3H5（OH）3]构成。如下式。 脂肪酸 饱和脂肪酸：含有饱和烃基，即烃基之间碳原子都以单键相连。 不饱和脂肪酸：含有不饱和烃基，碳原子有一对或几对以双键连接。双间容易打开，发生聚合反应。 大多数植物油都是由几种不饱和脂肪酸组成的混合甘油酯。铸造上常用的植物油粘结剂主要为桐油。表2-3-3 （2）植物油粘结剂的硬化原理 通过氧化聚合，使油类分子从低分子变为高分子的过程。 a 首先，油中的水分和易挥发分在加热初期开始挥发。 b 氧化，植物油中不饱和烃基中的碳原子之间双键被打开，空气中的氧进入双键部分与碳原子结合成过氧化物，如下式： c 聚合，生成的过氧化物很不稳定，容易与含有双键的其它分子发生聚合。如果生成物中还有双键，则还发生氧化、聚合。 d 如果生成物中还有双键，则在氧化作用下又转变为过氧化物，然后又与其它含有双键的分子进行聚合。 通过不断地氧化、聚合，就使油从低分子逐渐变成网状的高分子化合物，由液态逐渐变稠，最后变成坚韧的固体。 （3） 油脂硬化反应须具备的条件 a 植物油分子中必须有双键，双键越多，越容易进行氧化、聚合反应，形成网状结构。 b 硬化过程必须有氧参加，氧在硬化过程中起到桥的作用，供氧越充分，硬化反应速度越快，硬化后强度也越高。 c 温度：加热是反应加速进行的重要条件，但温度过高将使油发生燃烧和分解。一般200-220℃为宜。如需缩短烘干时间，可将温度提高到250℃，但绝不能超过300℃。 （4） 油砂的性能特点 a 干强度高，容让性和出砂性好 比强度可达0.9Mpa，300℃以上燃烧、分解失去强度。 b 湿强度低，流动性好 湿态粘结力主要取决于粘结剂表面张力和砂粒间的附着力。油可起润滑作用。 c 发气性 高温燃烧和分解的发气量较粘土砂和水玻璃砂大。CO和有机气体及光亮碳使铸件表面光洁。 d 其它工艺特性 油属憎水材料，所以不易粘附芯盒，便于操作；烘干后不吸潮，易存放。但铸造用多为干性油，在空气中存放时易发生结皮。 （5） 油砂的工艺性能控制 a 改善油砂湿强度 加粘土：增加颗粒接触面积；自身湿强度。但消耗油脂，降低干强度。 加糊精：既提高湿强度，又提高干强度。一般加1-2%，过多发气量增加，且较贵。 加水：加水损耗干强度，加1%的水相当于损失0.25%的油。 加纸浆废液。 b 合理选择油的加入量，一般为砂质量的1-3%。 控制油膜最适宜厚度 控制油的粘度 c 合理选择原砂 含泥量：泥分损耗粘结油 粒度：原砂越细，表面积越大，为形成包覆砂粒的油膜所需油量越多。所以油砂一般用中等粒度的原砂。 2.2 合脂粘结剂及合脂砂 （1） 合脂及组成： 铸造生产中用作粘结剂的合脂，是合成脂肪酸蒸馏残渣的简称。由高级烷烃经氧化生成的脂肪酸混合物，工业上统称合成脂肪酸，其原料多为分子量在280-290的石蜡（主要成分为C30-C70的烷烃）。（注：蜡和石蜡不同。石蜡是从石油中得到的高级烃，分子量在20以上；腊的主要成分是高级脂肪酸与高级饱和一元醇形成的酯。）。 从炼油厂原料脱蜡过程中得到石蜡，制皂工业再将石蜡制取合成脂肪酸时所得到的副产品。见图2-3-7. 合脂的组成很复杂，主要成分是高级脂肪酸（包括羟基酸、不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸、各种酯类及少量未氧化的石蜡）。常温下是膏状物，温度足够低时结成固体，不溶于水而溶于煤油等石