低溫環境下如何控制自硬呋喃樹脂砂的啟動時間

主要研究呋喃樹脂砂在低溫環境下的使用時間、脫模時間和強度之間的關係，確定合適的砂溫和樹脂固化劑配比，指導車間生產。

背景

呋喃樹脂自硬砂緻密堅硬，易於控制，鑄件尺寸精度高。 因此，目前的自硬樹脂砂工藝已被用於鑄造各種金屬鑄件，如機械加工所需的機床和造船用的燃氣輪機。 其他鑄鐵件可以通過自硬樹脂砂工藝生產。 如今，計算機自動化控制的飛速發展，加速了自凝樹脂砂技術的發展和應用。

但是，呋喃樹脂砂也有其自身的缺點。 使用時間、脫模時間和最終強度受溫度和濕度變化的影響很大，容易造成生產不穩定，對車間生產產生不利影響。 本文根據公司使用的鑄造材料，研究了呋喃樹脂和苯磺酸固化劑在低溫環境下不同配比的固化曲線，確定了最佳配比，探討了木型和金屬型樹脂砂的硬化趨勢。在此基礎上。 ，提出加速硬化脫模的方法指導車間生產。

實驗研究

本文以公司現場使用的呋喃樹脂、苯磺酸固化劑和再生矽砂為試驗材料

儀器：電子天平、自動攪拌機、壓縮測試儀、溫濕度計、溫度計、秒錶。 環境溫度5℃，環境濕度30%，砂溫15℃。 用電子天平稱取 1000 克沙子。 樹脂添加比例為砂重量的0.8%和1.0%。 固化劑的添加量分別為樹脂重量的30%、35%、40%、45%、50%。 正交試驗製作φ40mm×40mm型砂試塊。 同時記錄操作時間、脫模時間和24h抗壓強度。

根據現場生產的需要，對型砂有以下要求：

• 型砂必須保持一定的最終強度（小型鑄件≥2.0MPa，大型鑄件≥3.0MPa），以減少型芯變形，防止鑄件夾砂。
• 應保證必要的操作時間，以便於芯鐵、冷鐵的放置和緊湊的操作。
• 為保證現場生產的順利進行，頂芯時間應盡可能短，以提高生產效率。
• 在滿足生產要求的情況下，粘結劑的加入量應盡量少，既節約成本，又減少澆注時有機粘結劑燃燒產生的氣體，提高鑄件質量，保護鑄件。環境。

綜合以上因素，機械再生砂的最佳液料比為樹脂1.0%（佔砂重量）、固化劑30%（佔樹脂）； 熱再生砂的最佳液料比為樹脂1.0%（佔砂重量），固化劑45%（佔樹脂）。

進一步，考慮到木模和現場製作的金屬模頂出時間的差異，在上述試驗的基礎上，分別採用木芯盒和金屬芯盒製備試樣，抗壓強度每1h測量一次，記錄前6h和24h的強度變化趨勢。 最終實力

同樣在5℃的環境下，當樹脂和固化劑按一定比例加入時：

• 木模造型大約需要2~3小時才能從模具中取出模具（1.5MPa），模具硬化達到足夠的強度而不變形； 金屬模具需要5個小時才能取出，內部可以太早取出。 完全硬化，會發生擠壓變形，最終強度基本相同，3MPa左右。
• 單純提高固化劑的酸度值並不能顯著提高固化速度和縮短脫模時間。

根據這種硬化趨勢，現場生產可以根據不同機型的啟動時間合理安排生產，避免模具過早啟動。 砂芯砂硬化強度不足會引起砂芯變形和開裂。 模型型芯強度強，與模具結合緊密。 ，開模困難，導致表面質量差，延誤現場生產。

結論

在低溫環境下，使用呋喃樹脂和苯磺酸固化劑作為粘結劑時，有以下三個實驗結論：

• 機械再生砂的最佳液料為樹脂1.0%（佔砂重）、固化劑30%（佔樹脂）； 熱再生砂的最佳液料添加量為樹脂1.0%（佔砂重量），固化劑45%（佔樹脂）。
• 其他條件不變。 單純提高固化劑的總酸度並不能顯著縮短脫模時間。 提高模型的溫度、冷鐵和模具的溫度可以加速內部反應和硬化。
• 在條件相同的情況下，木模的頂出時間比金屬模大大減少，前者是後者的1/2。

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