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1、提高树脂覆膜砂性能的途径2004年第2期第六届(2OO3年度)中国机械工程学会铸造专业!"福士科''杯优秀论文评选圆满结束囊恙I全国铸造学会学术委员会主任委员唐玉林教授,副主任委员李荣寒德校长,副主任委员朱世根副校长等出席并主持了终评会议,27位评l委l:l:l/~.{我杂志送评的论文荣获2篇银奖.陈瑞撰写的"电渣熔铸三峡水电站水轮机导叶",郭景杰等撰写的"二元合金等轴枝晶生长相场模拟"2篇论文荣获金奖.我杂志送评的斯卡兰博士撰写的"石墨成核生长与球铁收缩的控制",杨正山教授撰写的"型砂真空冷却与混匀新工艺一砂处理技术的创新"以及其他单喜位送评的共10篇论文荣获银奖.我杂志送评的李根林
2、等撰写的"ERP与铸造生产管理",李平等撰写的"壳型铸造技术在高品质凸轮轴上的应用",蔡教战撰写的"GM水基流涂涂料在树脂砂无箱造型线上的应用研究"以及其他单位送评的共34篇论文为提名参评优秀论文(详细内容请见评选公告).提高树脂覆膜砂性能的途径李世平唐骥关键李玲周静一(沈阳铸造研究所ll0022)摘要针对树脂覆膜砂的强度,固化速度,耐热性,渍散性以及热膨胀等几项主要性能,阐述了对其改进和提高的措施.关键词树脂覆膜砂强度溃散性WayofImprovingResin—coatedSandPropertiesLiShipingTangjiGuanJianIiIingZhouJingyi(S
3、henyangFoundryResearchInstitute)AbstractThispaperdescribesthemainpropertiesofresin—coatedsandandthemeasurestobetakenforimprovingthem.KeywordsResin——coatedsandStrengthCollapsibility随着覆膜砂应用范围的不断扩大,由于产品种类,铸件结构和铸造合金的不同,对覆膜砂电提出厂更高的要求,而普通覆膜砂已无法满足铸造生产的需要.本文仅就国内在生产中应用的一些提高裰膜砂性能的有效途径,介绍如下:l提高覆膜砂的强度目前国内市场
4、上出售的普通覆膜砂.其常温比抗拉强度为1.0MPa/1树脂～1.1MPa/l树脂.例如:树脂加入量为3.0.其常温抗拉强度为3.0MPa～3.5MPa,发气量大于20ml/g.如果用这种普通覆l造型材料膜砂来生产形状复杂,壁薄,尺寸精度与表面质量均要求很高的优质铸件,如汽车缸盖,往往会造成气孔,变形,尺寸精度不高等缺陷.因而必须开发高强度,低发气的覆膜砂.所谓高强度覆膜砂系指其常温抗拉强度比普通覆膜砂大3O以上;低发气覆膜砂是指在相同常温抗拉强度和加热温度下,覆膜砂发气的绝对值要少,而且,其发气速度也比普通覆膜砂慢.由于强度高了,树脂加入量减少了,覆膜砂本身的发气量也可明显减少,用它完
5、全可以生产小型,复杂,精密的多缸发动机的水冷缸盖砂芯.目前,提高覆膜砂强度的主要途径有:1)树脂改性树脂的内聚强度对覆膜砂的强度起决定性作用,但是,一般国产酚醛树脂的内聚强度不高,从而导致覆膜砂的强度也不高.为此,必须对酚醛树脂进行改性.目前,树脂改性的办法有二种:物理改性和化学改性.物理改性主要是调整树脂的分子量及其分布,因为它能明显改善酚醛树脂对硅砂表面的润湿性及覆盖能力,达到提高覆膜砂强度的目的.日本特愿平O5—175339的专利提出,采用分子量双峰分布的酚醛树脂,可合理调整树脂的分子量大小及其分布,最大限度提高树脂熔体的流动性和润湿性,从而提高覆膜砂的强度.其次是在树脂中加入少
6、量硅烷偶联剂,对于提高树脂与硅砂表面的附着强度,降低树脂加入量,也有很大的作用.现今市场上偶联剂的种类很多,关键在于正确选用偶联剂种类及其加入方法.日本专利特开JPO4—55037和JPO6—126378中,都提出使用水解后具有多个活性集团的硅烷,比活性集团少的KH一550硅烷能更有效提高覆膜砂的强度.化学改性也是提高酚醛树脂内聚强度的重要途径.一般都以酚类物质作为改性剂.由于它们含有双键,可以发生聚合,在酚醛树脂合成反应过程中,它们可以替代部分苯酚,能与甲醛产生反应.在树脂合成过程中加入这种物质后,可制得高强度的酚醛树脂.例如用DCPD(聚二环戊二烯)一酚树脂(W02000—3598
7、8),双酚A残渣等物质,取代部分苯酚,生产热塑性酚醛树脂,都是一些具体示例.2)加入增强材料在高聚物中加入一些纤维组织的增强材料,制成增强复合材料.这在工业上也得到广泛应用,它能显着地提高高聚物的抗拉强度与挠曲强度.如日本特开JPlO一53692的专利指出,在覆膜砂的混制过程中,也可加入一些玻璃纤维增强材料,使覆膜砂的强度提高3o以上,效果十分显着.3)硅砂表面活化硅砂质量也是一个影响覆膜砂强度不可忽视的因素.除了要求硅砂粒形圆整,表面光滑,含
