自硬呋喃树脂砂在高铬铸铁生产中的应用

自硬呋喃树脂砂在高铬铸铁生产中的应用

新固液两相流研磨膏的填充材料主要为高铬铸铁，具有高溶解和注水温度高、收缩性高、导热性差等特点。在注水过程中，由于高蒸发和合金膜的沉积，过度流元件的尺寸精度和表面光滑度要求很高。通常，假设用普通粘土干（芯）砂制成铸造，铸造质量难以确定。采用自硬呋喃树脂砂造型制芯后,泵过流件品质明显改善,铸件1次合格率提高10%～15%。1ffd-119改性呋喃树脂原砂的性能:粒径0.212/0.106mm,≥97%SiO2,含水量≤0.4%,<0.075mm的料径粉尘≤0.3%。选择高温强度和抗湿性均较好,氮和游离甲醛含量均适中的FFD-121改性呋喃树脂,其性能,见表1。常用的固化剂有对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸等及其混合物,使用较多的是对甲苯磺酸。在相同条件下,使用不同的酸,树脂砂的硬化速度则不同,对甲磺酸在有机酸中酸性较弱、硬化速度缓慢,适用于高温天气和复杂型芯的手工操作。结合实际及生产条件,选用了固化速度缓和、型(芯)砂可使用时间长、固化后强度高、保持高强度时间长的对甲苯磺酸,其质量指标,见表2。偶联剂选择KH-550、KH-560、KH-570。2树脂砂的制备2.1树脂砂的使用时间(1)树脂的加入量2%。(2)固化剂加入量的确定,见表2。当制作一些形状简单、体积小、时间短的型芯时,树脂砂的可使用时间以短为好,当手工制作一些形状复杂、体积较大、造型操作困难的型芯时,树脂砂的可使用时间以偏长为好,即应适当减少酸的加入量。(3)环境的影响当气温高、湿度低及砂温高、水分低时应适当减少固化剂的加入量,反之,应增加比例。根据气候变化情况,结合生产实际,所用树脂砂的主体配方,见表3。2.2木脂砂的制备工艺和性能(1)混砂工艺设计使用碗形高速树脂混砂机以及手工造型制芯时,其适宜的混砂工艺为:原砂+固化剂(对甲苯磺酸)−→−2min+FFD−121→2min+FFD-121树脂和硅烷混合液−→−2min→2min出碾。(2)试验条件采用表3配方与上述混砂工艺配制的树脂砂可使用20～40min,脱模时间20～90min,24h抗拉强度0.204～0.29MPa。满足手工制作一般中等型芯的性能要求。3实际操作的要点3.1金属模具设计和制作由于树脂砂型芯是在硬化状态下起样脱模,要求如下:(1)工作表面必须光洁、无凸凹不平和变形、开裂等缺陷,能用金属模样和芯盒时,采用经机加工的模样及芯盒。(2)模样构造必须牢固,应有专门的起模结构和起模装置;活块应做成燕尾镶块结构等。(3)芯盒结构采用可拆卸式、多活块式构造,尽量使填砂方向与下芯方向一致,以利于制芯时不必翻转芯盒。3.2基准砂型芯的填充和加固(1)模样及芯盒在使用前,应先清理干净,然后,在工作表面涂刷一层FFD-TL型冷芯盒脱模剂。涂刷时,先摇晃、搅拌,使之呈悬浊态,再均匀施游,几分钟即自干,刷1次可使用数次。(2)由于树脂砂的可使用时间有限,当手工造型制芯时,型芯砂应现混现用,按需混制。可采取大小铸型(芯)搭配制作来处理所剩余砂,仍有余砂时,应收集起来,做成砂块,作型芯的中间填充料用;填砂时,应先填充模样表面、转角、凹坑等重点部位,中间可填充余砂硬块;制作大而复杂的型芯时,要抓紧时间,防止一边制作一边硬化;制作时,还要边填砂边均匀紧实,必要时,并辅以适度的敲击或震动;对厚大实心芯,应在预定位置埋调通气道模样,待中部芯砂硬化到一定强度后,将之拔出,形成排气道。当制作叶轮筋片砂芯时,因采用刮板制芯,操作时间较长,其芯砂则应单独配制。(3)由于型芯是在固化后脱模,因此,易造成型芯损坏,对于残损者,不要废弃,可以粘结或修补,粘结时,先在断口浸涂FFD-J系列砂型拼接粘结剂进行对接,然后在室温下固化4h后,其粘结处的抗拉强度可达0.3MPa以上。经多次验证,粘结后的型芯经24h固化后,其断口的粘结强度略高于型芯的基体强度。若破断脱落部分已经损坏,则应填充新混树脂砂进行修补,破损部位较大时,宜先在损坏处插铁钉固定,再填砂修补,固化后再磨削修整。(4)型芯脱模一定时间后,均匀涂刷1～3遍醇基锆英粉涂料,涂层厚度一般部位0.5～1.0mm,受热集中部>1.0～1.5mm。3.3绳、排气沟、排气合箱时,应注意加强排气措施,安设排气绳、排气沟、排气管等。浇注时,严格控制铁液的浇注温度,并做到快浇、不断流,及时引火,以减少气孔、裂纹等缺陷的产生。4砂芯的选择和砂芯的制备50Z-XH-470渣浆泵叶轮(见图2)、渣浆泵叶轮涡壳,材质为KmTBCr26,铸件主体壁厚25～30mm。渣浆泵过流件叶轮,1#芯形状较为复杂,是形成叶片线型的关键砂芯,且为刮板成型,在外形尺寸比例方面,与直径相比,其高度尺寸偏小,采用普通粘土干芯砂制芯时,1#芯强度偏低,浇注时极易上浮,造型偏芯,同时