CN101733360B

CN101733360B - 呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂的方法

Info

Publication number: CN101733360B
Application number: CN2008100739200A
Authority: CN
Inventors: 陈财坤; 廉振文
Original assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Current assignee: Guangxi Yuchai Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: CN101733360A

Abstract

本发明公开了一种呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂的方法，面砂、背砂均是呋喃树脂砂，造型时在外型热节部位加面砂，其余填背砂；所述面砂的原砂选用耐高温的特种砂，化学成分为a-AL₂O₃≥85％，耐火度≥1800℃；所述背砂的原砂选用硅砂。本发明突破了面砂、背砂只使用单一砂的传统造型方法，选用耐高温的特种砂作面砂，可防止铸件出现烧结铸造缺陷，铸件粗抛后表面质量优于同等条件下采用单一砂为原砂造型的铸件表面质量。本发明可用于各种牌号的大型灰铸铁铸件，操作简单，成本低，具有很高的使用价值。

Description

呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂的方法

技术领域

本发明属于机械零部件铸造工艺领域，具体涉及一种防烧结的造型工艺方法。

背景技术

目前铸造领域普遍采用的造型方法有：以粘土为粘结剂的型砂造型、以水玻璃为粘结剂的型砂造型、以树脂为粘结剂的型砂造型。造型时按造型情况分为面砂、背砂和单一砂。面砂是指特殊配制的在造型时铺覆在模样表面上构成型腔表面层的型砂，背砂是在模样上覆盖在面砂背后，填充砂箱用的型砂。一般中小件造型时，往往不分面砂与背砂而只用一种型砂，称为单一砂。一直以来不管是面砂，还是背砂，所用原砂都为同一种砂，只是混制工艺或加入的辅料不同。对于大型船舶用柴油机来说，气缸体毛坯重量达1.2吨，在铸造时，由于还没有形成流水线生产，造型时采用人工造型，以树脂为粘结剂的型砂造型，原砂为铸造用的普通硅砂。铸件浇注后发现在铸件外型加强筋等过热部位烧结严重，有的无法清理只能报废，轻微烧结的每台6缸气缸体一个清理工要清理2天才能把外型的烧结部位打磨掉，生产效率极低，工人劳动强度大，产品质量难以提高，大型气缸体铸件无法实现批产，影响开发和生产船舶用柴油机的进度。

发明内容

针对现有造型材料的不足，本发明解决了铸造大型气缸体铸件常遇到的铸型表面加强筋等热节部位的烧结问题，本发明方法利用原有设备，进行工艺优化调整，可以获得所需铸件的表面质量，生产成本低。

本发明呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂工艺方法包括如下内容：面砂、背砂均是呋喃树脂砂，造型时在外型热节部位(如加强筋处)加面砂，其余填背砂。

本发明方法中，面砂的原砂选用耐高温的特种砂，特种砂的主要化学成分为a-AL₂O₃≥85％，耐火度≥1800℃。采用辗轮式混砂机混砂，面砂的混砂工艺如下：特种砂+粘结剂→混一分钟+固化剂→混40～60秒→出砂。

本发明方法中，背砂的原砂为硅砂，硅砂烧结点≥1300℃。背砂采用全自动加硅砂、粘结剂、固化剂的固定式双臂树脂砂混砂机混砂，该混砂机的特点是设定各种材料的配比后即可一边混砂一边造型，混砂时间不用设定，混砂机的混砂效率为20吨/小时。

本发明方法中，面砂和背砂的材料配比为：按特种砂或硅砂为100重量份计，粘结剂为1.5～1.8份，固化剂占粘结剂重量的30％～40％，即按如下表配制混砂：

材料名称	新砂	粘结剂	固化剂(磺酸)
				加入比例(重量％)	100	1.5～1.8(占砂重)	30～40(占树脂重)

其中粘结剂为低氮呋喃树脂，粘度10～20mpa.s，含氮量(重量)<3％。

固化剂为磺酸，总酸含量(重量)23％～27％，游离酸(重量)4％～10％，粘度(20℃)10～30mPa.s。

本发明突破了面砂、背砂只使用单一砂的传统造型方法，选用耐高温的特种砂作面砂，可防止铸件出现烧结铸造缺陷，铸件粗抛后表面质量优于同等条件下采用单一砂为原砂造型的铸件表面质量。本发明可用于各种牌号的大型灰铸铁铸件，操作简单，成本低，具有很高的使用价值。

具体实施方式

1、原材料的选用(涉及百分含量为重量百分含量)

(1)特种砂

主要化学成分为a-AL₂O₃≥85％，耐火度≥1800℃，含水量≤0.2％，角形系数≤1.1，圆度≥95％，强度≥69MPa，球度≥95％，密度＝2.2g/cm³，粒度50～100目。

(2)硅砂

硅砂选用粒度50～100目，角形系数≤1.30，均匀率≥80％，含水量≤0.2％，含泥量<0.2％，烧结点≥1300℃。

(3)粘结剂

粘结剂为低氮呋喃，粘度10～20mpa.s，密度1.15～1.20g/cm³，含水量<10％，PH值5～6.5，游离甲醛≤1.5％，游离酚0，含氮量<3％。

(4)固化剂

固化剂液体磺酸，密度(20℃)1.05～1.15g/cm³，总酸含量23％～27％，游离酸4％～10％，粘度(20℃)10～30mPa.s。

2、原材料配比

特种砂、硅砂、粘结剂、磺酸的配比如下表：

材料名称	新砂	呋喃树脂	对甲苯磺酸
				加入比例(重量％)	100	1.5～1.8(占砂重)	30～40(占树脂重)

3、混砂

(1)采用辗轮式混砂机混面砂，混砂工艺为：特种砂+粘结剂→混一分钟+固化剂→混40～60秒→出砂。

(2)采用固定式双臂树脂砂混砂机混背砂，该混砂机的特点是设定各种材料的配比后即可一边混砂一边造型，混砂时间不用设定，混砂机的混砂效率为20吨/小时，按步骤2的配比设定各种材料的加入量，等用砂时启动设备即可。

4、造型

造型时，以特种砂为面砂加在铸件壁厚变化大的过热部位，如加强筋部位，其余部位填满背砂，振实、刮平砂箱，树脂砂自然硬化后即可起模。

下面结合生产某大型6缸气缸体铸件为例来说明具体的操作方法。

1、混面砂

特种砂50kg，粘结剂0.9kg，固化剂0.3kg，采用辗轮式混砂机混砂，混砂工艺如下：特种砂+粘结剂→混一分钟+固化剂→混60秒→出砂。

2、混背砂

采用固定式双臂树脂砂混砂机混背砂，该混砂机的特点是设定各种材料的配比后即可一边混砂一边造型，混砂时间不用设定，混砂机的混砂效率为20吨/小时，先设定好粘结剂、固化剂的加入比例，开动机器即可出砂。

3、造型

把预先混好的面砂加入模具表面，并手工压实，然后开动固定式双臂树脂砂混砂机即可加背砂，边加背砂边手工压实，加完背砂后刮平砂箱面，树脂砂自然硬化后起模。

Claims

1.一种呋喃树脂自硬砂连续混砂造型加面砂的方法，其特征在于：用于铸造大型气缸体铸件，面砂、背砂均是呋喃树脂砂，造型时在外型热节部位加面砂，其余填背砂；所述面砂的原砂选用耐高温的特种砂，化学成分为a-AL₂O₃≥85％，耐火度≥1800℃；所述背砂的原砂选用硅砂，所述面砂的材料配比为：按特种砂为100重量份计，粘结剂为1.5～1.8份，固化剂占粘结剂重量的30％～40％，所述背砂的材料配比为：按硅砂为100重量份计，粘结剂为1.5～1.8份，固化剂占粘结剂重量的30％～40％，所述的粘结剂为低氮呋喃树脂，粘度10～20mpa·s，以重量计含氮量＜3％，所述的固化剂为磺酸，以重量计，总酸含量23％～27％，游离酸4％～10％，20℃粘度10～30mPa·s。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的热节部位为加强筋处。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：面砂采用辗轮式混砂机混砂，面砂的混砂工艺如下：特种砂+粘结剂→混一分钟+固化剂→混40～60秒→出砂。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硅砂烧结点≥1300℃。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：背砂采用全自动加硅砂、粘结剂、固化剂的固定式双臂树脂砂混砂机混砂。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：把预先混好的面砂加入模具表面，并手工压实，然后开动固定式双臂树脂砂混砂机即可加背砂，边加背砂边手工压实，加完背砂后刮平砂箱面，树脂砂自然硬化后起模。