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第五节 热芯盒 第六节 自硬冷芯盒

  第五节 热芯盒 第六节 自硬冷芯盒_工学_高等教育_教育专区。第五节 一、基本概念 1.芯盒的定义 芯盒的定义 2.芯盒的制作 芯盒的制作 3.芯盒的分类 芯盒的分类 热(温)芯盒法 芯 盒 芯盒是制造砂芯用的模具,由木料、 芯盒是制造砂芯用的模具,由木料

  第五节 一、基本概念 1.芯盒的定义 芯盒的定义 2.芯盒的制作 芯盒的制作 3.芯盒的分类 芯盒的分类 热(温)芯盒法 芯 盒 芯盒是制造砂芯用的模具,由木料、 芯盒是制造砂芯用的模具,由木料、 金属或塑料制成。 金属或塑料制成。其内腔具有砂芯所需要 的形状和尺寸。 的形状和尺寸。芯盒结构和材料影响砂芯 的质量和产量。 的质量和产量。 根据生产批量大小、型芯复杂程度, 根据生产批量大小、型芯复杂程度, 制芯方法和铸造工艺要求等, 制芯方法和铸造工艺要求等,选择芯盒的 材料。 材料。 1)小批量生产多用木质芯盒; 小批量生产多用木质芯盒; 小批量生产多用木质芯盒 2)手工造芯 2)手工造芯,成批或大量生产多用铝合金 手工造芯, 芯盒; 芯盒; 3)热芯盒和壳芯用芯盒要求热容量大,热 热芯盒和壳芯用芯盒要求热容量大, 热芯盒和壳芯用芯盒要求热容量大 膨胀小,变形小,耐用, 膨胀小,变形小,耐用,故常采用铸铁或 钢芯盒。 钢芯盒。 芯盒的分类 整体式 按结构不同 对分式 脱落式 热芯盒 按使用温度 温芯盒 冷芯盒 普通金属芯盒的结构 a)单面敞开式 b)单面脱落式 c)垂直对开式出 单面敞开式 单面脱落式 垂直对开式出 d)有开口的水平对开式 e)无开口的水平对开式 有开口的水平对开式 无开口的水平对开式 热芯盒 以热固性树脂作为粘给剂的芯砂, 以热固性树脂作为粘给剂的芯砂,吹入 或射入已加热到一定温度的金属芯盒内, 或射入已加热到一定温度的金属芯盒内,可 用来进行热固化造芯的工艺设备。 用来进行热固化造芯的工艺设备。 热芯盒一般由钢或铸铁制成,带有排气 热芯盒一般由钢或铸铁制成, 和顶出装置。 和顶出装置。芯盒可以在炉内加热或自带加 热元件从内部加热。 热元件从内部加热。 适合于最大壁厚为50~ 适合于最大壁厚为 ~75mm精度高的 精度高的 中小砂芯的快速生产,特别适用于汽车、 中小砂芯的快速生产,特别适用于汽车、拖 拉机或类似行业的铸件生产。 拉机或类似行业的铸件生产。 二、热芯盒法 热芯盒法定义 热芯盒法用粘结剂 热芯盒法用催化剂 热芯盒法用砂的工艺性能及配制 热芯盒法 所谓热芯盒法和温芯盒法造芯, 所谓热芯盒法和温芯盒法造芯 , 是用 液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的 芯砂,吹射入加热到一定温度的芯盒内 对于热芯盒为180~250?C;对于温芯盒为 (对于热芯盒为 ; 低于175?C),贴近芯盒表面的砂芯受热, 低于 ) 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。 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 自芯盒取出, 自芯盒取出 , 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。 硬化反应放出的热量可自行硬化。 热芯盒法用粘结剂 1.脲呋喃(UF/FA)树脂 脲呋喃( / ) 脲呋喃 2.酚呋喃(PF/FA)树脂 酚呋喃( / ) 酚呋喃 3.脲-酚呋喃共聚物(UF/PF/FA) 脲 酚呋喃共聚物 酚呋喃共聚物( / / ) 4.酚脲(PF/UF)树脂 酚脲( / ) 酚脲 脲呋喃(UF/FA) 脲呋喃(UF/FA)树脂 脲呋喃树脂是应用最广泛的一类树脂。 脲呋喃树脂是应用最广泛的一类树脂。 ?含氮量较高; 含氮量较高; ?用于非铁合金铸件时含氮的质量分数可高 达18%以上; %以上; ? 对于质量要求高的或较复杂的一些铸铁 或非铁合金铸件, 或非铁合金铸件 , 要求树脂的氮的质量分 数为5% % 甚至更低, 数为 % ~8% , 甚至更低 , 这时常采用脲 酚呋喃树脂或采用酚脲醛树脂。 酚呋喃树脂或采用酚脲醛树脂。 典型品种:呋喃 Ⅰ 典型品种:呋喃-Ⅰ型热芯盒树脂 酚呋喃(PF/FA) 酚呋喃(PF/FA)树脂 由苯酚、甲醛和糠醇三种单体缩合而成。 由苯酚、甲醛和糠醇三种单体缩合而成。 不含氯,或含极少量的氮; ?不含氯,或含极少量的氮; 硬透性较脲呋喃树脂稍差; ?硬透性较脲呋喃树脂稍差; 主要用于制造铸钢和球墨铸铁件; ?主要用于制造铸钢和球墨铸铁件; 在酚呋喃树脂中, ? 在酚呋喃树脂中 , 增加糠酵含量可提 高砂芯强度, 减少脆性, 改善硬透性, 高砂芯强度 , 减少脆性 , 改善硬透性 , 延长树脂储存期, 扩大适应性, 延长树脂储存期 , 扩大适应性 , 但成本 将有所提高。 将有所提高。 典型品种:呋喃-Ⅱ 典型品种:呋喃 Ⅱ型热芯盒树脂 酚呋喃共聚物(UF/PF/FA) 脲-酚呋喃共聚物(UF/PF/FA) 由糠醇、苯酚、尿素和甲醛缩聚而成。 由糠醇、苯酚、尿素和甲醛缩聚而成。 ?含 氮 ; ?氮的质量分数较低时(1.0%左右),常 氮的质量分数较低时( %左右),常 ), 用作铸铁、铸钢件用砂芯的芯砂粘结剂; 用作铸铁、铸钢件用砂芯的芯砂粘结剂; ?含氮高时常用于铸铁件或非铁合金铸件。 含氮高时常用于铸铁件或非铁合金铸件。 ?由于加入了脲醛,其硬化性能较好。 由于加入了脲醛,其硬化性能较好。 酚脲(PF/UF) 酚脲(PF/UF)树脂 以酚醛为基础,由脲醛改性而成。 以酚醛为基础,由脲醛改性而成。 常用于截面细薄的小型砂芯。 常用于截面细薄的小型砂芯。 也可直接使用壳型采用的由热塑性 酚醛树脂加乌洛托品配制的覆膜砂制成 实体砂芯, 但成本较高, 砂芯脆性较大。 实体砂芯 , 但成本较高 , 砂芯脆性较大 。 典型品种: 典型品种:酚脲醛树脂 氮的质量分数达7% 氮的质量分数达 %左右 热芯盒法硬化用催化剂 1.催化剂 催化剂 一般为盐类, 一般为盐类,在室温下呈中性或弱酸 处于潜伏状态,加热时激活成强酸, 性,处于潜伏状态,加热时激活成强酸, 促使树脂迅速硬化。 促使树脂迅速硬化。 2.常用催化剂 常用催化剂 氯化铵、硝酸铵、磷酸铵水溶液, 氯化铵、硝酸铵、磷酸铵水溶液,或 对甲苯磺酸铜盐、 对甲苯磺酸铜盐、对甲苯磺酸铵盐 呋喃I型树脂砂最常用的催化剂是氯化 呋喃 型树脂砂最常用的催化剂是氯化 铵和尿素的水溶液,配比为氯化铵:尿素 尿素: 铵和尿素的水溶液,配比为氯化铵 尿素 水=1:3:3 热芯盒用砂的配制 干砂 + 附加物 ?干混 → 加催化剂 ?湿混 → ? ? ? ? 加树脂粘结剂 ?碾砂→出砂 ? ? 特点: 特点: 混砂时间不宜长 流动性好, 时间不宜长, 混砂时间不宜长,流动性好,硬化 速度快,硬化温度范围宽,硬化强度高, 速度快,硬化温度范围宽,硬化强度高, 造芯生产率高,尺寸精度高, 造芯生产率高,尺寸精度高,使用时间 长。 三、温芯盒法 温芯盒法造芯是20世纪 世纪70年代中后 温芯盒法造芯是 世纪 年代中后 期出现的一种造芯方法, 期出现的一种造芯方法 , 是指温度低于 175?C的造芯方法,最理想的芯盒温度是 的造芯方法, 的造芯方法 低于100?C,例如50~70?C。 低于100?C,例如50~70?C。 1.呋喃树脂、酚醛改性树脂温芯盒法 呋喃树脂、 呋喃树脂 酚醛改性树脂温芯盒法 2.辅以真空的温芯盒法 辅以真空的温芯盒法 辅以真空 聚丙烯酸铵—氧化锌法 3.聚丙烯酸铵 氧化锌法 聚丙烯酸铵 4. CO2热硬化法 5.温芯盒壳型法 温芯盒壳型法 第六节 自硬冷芯盒法 将原砂、 将原砂 、 液态树脂及液态催化剂混 合均匀后,填充到芯盒(或砂箱) 合均匀后,填充到芯盒(或砂箱)中,稍 加紧实即于室温下在芯盒(或砂箱) 加紧实即于室温下在芯盒(或砂箱)内硬 化成形的造芯( 的方法, 化成形的造芯(型)的方法,称为自硬冷 芯盒法造芯( 芯盒法造芯(型)。 酸催化树脂自硬砂 自硬尿烷树脂砂 酚醛—酯自硬砂 酚醛 酯自硬砂 各种造型制芯方法的材料费用指数 造型、 造型、制芯方法 水玻璃CO2法造型 水玻璃 水玻璃CO2法制芯 水玻璃 水玻璃有机酯 酚醛树脂 呋喃树脂 油砂 热芯盒法 冷芯盒法 壳型法 费用指数 100 117 117 140 186 148~176 162~208 174~227 479 注:表中系指纯材料费、制芯过程中的费用,不含浇注、清理、环保费 表中系指纯材料费、制芯过程中的费用,不含浇注、清理、


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