CN101314175B - 碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法及应用 - Google Patents

碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明介绍了一种碱性酚醛树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法，采用包括氮气、氧气、压缩空气的非碱性酚醛树脂反应气体和CO2气体的混合气体代替压缩空气做为充型气体，混合气体中CO2∶非碱性酚醛树脂反应气体＝0.01～10∶1.0，优选0.03～0.30∶1.0，将充砂与固化相结合，具有硬化速度快、型芯内部及表面硬化均匀、型芯尺寸精度、型芯合格率高、硬化时间短、型芯内部强度高、生产效率高等特点，与其它硬化方法相比，还具有环保特点。该方法可以用于叶轮等复杂铸钢件大批量生产过程的树脂砂芯制造。

Description

碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法及应用
技术领域
本发明涉及铸钢技术领域，特别是涉及一种碱性酚醛树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法。
背景技术
目前，国外主要采用的冷芯盒制芯方法有：(1)酚醛树脂CO2法；(2)尿烷树脂三乙胺法；(3)呋喃树脂SO2法；(4)碱性酚醛树脂甲酸甲脂法。其中方法(2)、(3)生产过程中，产生有害气体，对操作人员及环境造成破坏；方法(4)目前工艺尚不成熟。
这种碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，通过采用碱性酚醛树脂砂作为固化树脂，二氧化碳作为固化剂，压缩空气作为充型气体来保证型砂充型，最后脱模，硬化，得到成品。
碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，与传统的手工制芯相比，成型效率高、表面质量好，因此在叶轮等复杂铸钢件生产中获得应用。但是方法(1)是射砂后再吹CO2气体，效率相对较低，而且普遍存在硬化不充分，型芯尺寸变形、开裂，生产效率低等缺点。
目前碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法存在的主要问题：(1)型芯的硬化速度相对比较慢；(2)型芯从表面至心部整个截面上硬化不均匀，表面硬化充分，心部硬化不充分；(3)型芯放置过程中容易出现变形、开裂，型芯尺寸精度难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决以上不足，提供一种硬化时间短，型芯内部强度高，生产效率高，环保的碱性酚醛树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法。该方法与目前使用的碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒设备配套使用。
本发明是采用如下技术方案实现上述发明目的：
本发明在现有碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法的基础上，包括使用碱性酚醛树脂，二氧化碳作为固化剂，以及使用充型气体，其特征在于：充型气体为非碱性酚醛树脂反应气体和CO2气体的混合气体，非碱性酚醛树脂反应气体包括氮气、氧气、压缩空气。用该非碱性酚醛树脂反应气体和CO2的混合气体，代替压缩空气进行充气，在保证型砂充型的同时，作为碱性酚醛树脂的反应气体，改善型砂的硬化条件；一方面可以减少硬化时间，提高生产效率；另一方面，进一步提高型芯内部强度。
该种碱性酚醛树脂砂二氧化碳脂硬化冷芯盒制芯方法，首先在碗型树脂砂混砂机上，加入0.2mm～0.4mm石英砂、碱性酚醛树脂粘结剂(加入量为石英砂重量的2.5％)、混砂时间10秒、然后加入冷芯盒制芯机砂斗，制芯充气压力为0.4～0.6MPa。混合气体组份比例可以选择CO2∶非碱性酚醛树脂反应气体＝0.01～10∶1.0，进一步优选0.03～1∶1.0，更优选的比例为0.03～0.30∶1.0，最优选的比例为0.10～0.20∶1.0。
做为最经济的选择，混合气体特别选择CO2∶压缩空气＝0.01～10∶1.0，进一步优选的比例为0.03～1∶1.0，更优选的比例为0.03～0.30∶1.0，最优选的比例为0.10～0.20∶1.0。
用该种碱性酚醛树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法所制得的型芯力学性能为：抗压强度≥1.6MPa。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优越性：
利用该种碱性酚醛树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法，减少起模时间55％以上，提高工作效率68％，进一步保证型芯的尺寸精度，提高型芯合格率30％以上，从而提高叶轮等复杂铸件的质量。
本发明所述碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，可以用于叶轮等复杂铸钢件大批量生产过程的树脂砂芯制造。
该树脂砂二氧化碳快速硬化冷芯盒制芯方法与现有的树脂砂二氧化碳脂硬化冷芯盒制芯方法相比，具有硬化时间短，型芯内部强度高，生产效率高等特点，同时与其它硬化方法相比，还具有环保特点。在泵行业有着广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1采用S202碗型树脂砂混砂机、0.2mm～0.4mm石英砂、碱性酚醛树脂(福士科560)粘结剂(加入量为石英砂重量的2.5％)、混砂时间10秒、混合气体摩尔比CO2∶压缩空气＝0.15∶1.0，压力0.6MPa，充型时间5s，硬化时间原工艺为5min，采用该工艺后，取消硬化工序，型芯尺寸精度满足要求。表面抗压强度1.82MPa，芯部抗压强度1.85MPa。

Claims (5)

1.一种碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，包括使用碱性酚醛树脂，二氧化碳作为固化剂，以及使用充型气体，其特征在于：充型气体为非碱性酚醛树脂反应气体和CO2气体的混合气体，非碱性酚醛树脂反应气体包括氮气、氧气、压缩空气。
2.根据权利要求1所述碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，其特征在于：所述的充型气体为CO2∶非碱性酚醛树脂反应气体＝0.01～10∶1.0的混合气体。
3.根据权利要求2所述碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，其特征在于：所述的充型气体为CO2∶非碱性酚醛树脂反应气体＝0.03～1∶1.0的混合气体。
4.根据权利要求3所述碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法，其特征在于：所述的充型气体为CO2∶非碱性酚醛树脂反应气体＝0.10～0.20∶1.0的混合气体。
5.一种权利要求1所述碱性酚醛树脂砂二氧化碳硬化冷芯盒制芯方法的应用，其特征在于：该方法用于叶轮大批量生产过程的树脂砂芯制造。
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