砂芯制造工艺与技术.doc

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1、砂芯制造工艺与技术                  发布时间：2008-5-3015:08:41    浏览次数：245、概述砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和凹坑等部分，在浇注时，它的大部分或部分表面被液态金属包围，经受铁液的热作用、机械作用都较强烈，排气条件也差，出砂、清理困难，因此对芯砂的性能要求一般比型砂高。二、植物油砂采用干性油和靠近干性油的半干性油作油砂粘结剂。干性油含不饱和脂肪酸，其加热硬化机理一般认为是氧化聚合的结果。常用的植物油有，桐油、亚麻油等。烘干温度一般以200～220℃为宜

2、。如需缩短烘干时间，可将温度提高到250℃，但不能超过300℃，否则粘结性能将被破坏。三、合脂粘结剂及合脂砂（一）合脂粘结剂合脂是合成脂肪酸蒸馏残渣的简称，是从炼油厂原料脱蜡过程中得到的石蜡，制皂工业再将石蜡制取合成脂肪酸时所得的副产品。合脂砂的烘干湿度范围比油砂宽些，但是最适宜范围仍是200～220℃之间。合脂粘结剂的加入量一般为砂质量的2.5～4.5％，过多，强度增加不显著，而发气量明显增大，粘膜加重，蠕变加大，出砂性变差。存在的问题：1．湿强度低合脂砂的湿压强度只有2.0～2.5kPa。比植物油

3、砂还要低。加入膨润土或者含泥量高的天然粘土砂可以提高湿强度。2．砂芯蠕变合脂砂湿强度低，合脂本身在常温下粘度大，芯砂流动性差，造芯时不易紧实；因此合脂砂芯在湿态和烘干过程中易发生蠕变，即逐渐往下沉。在冬天，合脂变得更加粘稠，蠕变现象就更为严重。可采用加入膨润土和高温入炉烘干硬化的方法来减少蠕变的缺陷。四、壳芯（型）（一）壳芯（型）的制造1940年，JohannesCroning发明用热法制造壳型，称为“C”法或“壳法”，此法不仅可用于造型，更主要的是用于制造壳芯。该法用酚醛树脂作粘结剂，配制的型（芯）

4、砂叫做覆膜砂像干砂一样松散。其制壳的方法有两种：翻斗法和吹砂法（见图1）。本帖相关图片如下：图1顶吹法和底吹法制造壳芯示意图壳法造型、造芯的优点是混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个月以上）；无需捣砂，能获得尺寸精确的型、芯；型、芯强度高，质量轻，易搬运；透气性好，可用细的原砂得到光洁的铸件表面；无需砂箱；覆膜砂消耗量小；型、芯可以长期贮放。尽管酚醛树脂覆膜砂价格较贵，造型、造芯耗能较高，但在要求铸件表面光洁和尺寸精度甚高的行业仍得到一定应用。通常壳型多用于生产液压件、凸轮轴、曲轴以及耐蚀泵件、履带板等

5、钢铁铸件上：充芯多用于汽车、拖拉机、液压阀体等部分铸件上。（二）壳型砂用原材料及混制工艺（1）酚醛树脂壳法采用热线塑性酚醛树脂。它是在苯酚过量（通常苯酚与甲醛的物质的量之比为1：0.75～0.85）及温度在105℃以下缩合制成的。常用的硬化剂为乌洛托品，学名六亚甲基四胺，即（CH2）6N4，其加入量一般占树脂质量的10～15％。（2）原砂壳法一般采用硅砂，对于表面质量要求很高的铸件，特别是壁很厚实、易产生粘砂的铸钢件，也常使用鋯砂、铬铁矿砂。（3）附加物为了改善覆膜砂的性能，有时在覆膜过程中加入某些附

6、加物。例如加人硬脂酸钙（为砂量的0.25～0.35％），可防止覆膜砂存放期间结块；增加覆膜妙的流动性，制壳时易于顶出等。加入石英粉（加入量为砂质量的2％左右），可提高覆膜砂的高温强度。（4）覆膜砂混制工艺酚醛树脂覆膜砂一般以原砂为100（质量比），酚醛树脂加入量为：对于壳型是3.5～6.0，壳芯是1.5～4.0，另加入乌洛托品和硬酯酸钙。覆膜砂的混制工艺可分为冷法、温法和热法三种。其中热法是一种适于大量制备覆膜砂的方法，需要专门设备。混制时一般为先将加热到130~160℃的砂加到间歇式混砂机中，再加树

7、脂混匀，熔化的树脂包在砂粒表面，当砂温降到105～110℃时，加入乌洛托品水溶液，吹风冷却，再加入硬脂酸钙混匀，经过破碎、筛分备用。五、热芯盒法制芯热芯盒法制芯，是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，填入加热到一定温度的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化。而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒内取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化。它为快速生产尺寸精度高的中小砂芯（砂芯最大壁厚一般为50～75mm。）提供了一种非常有效的方法，特别适用于

8、汽车、拖拉机或类似行业的铸件生产。（1）热盒法用粘结剂热芯盒用的树脂有呋喃树脂和酚醛树脂，大多数是以尿醛、酚醛和糠醇改性为础的一些化合物，根据所使用的铸造合金及砂芯的不同以及市场供应情况，进行树脂的选择。常用的呋喃树脂有：1）脲呋喃（UF／FA）树脂；2）酚呋喃（PF／FA），树脂此类树脂不含氮，或含极少量的氮，主要用于制造铸钢和球墨铸铁件，硬透性较尿呋喃树脂稍差。我国的呋喃一2型热芯盒树脂属于这类树脂中的一个品种；3）脲－酚呋喃共聚物（UF／PF／FA