CN1583931A - 酚醛型聚氨酯粘结剂以及铸造用热芯盒法制芯造型的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯粘结剂及热芯盒法制芯造型方法。本发明的粘结剂为酚醛型聚氨酯粘结剂，其甲组分包含苄基醚酚醛树脂或苄基酚醛树脂和作为溶剂的液态开链烷烃或/和液态重芳烃或/和液态饱和脂肪族酯或/和液态单环芳族酯或/和糠醇；乙组分芳香族异氰酸酯和作为溶剂的液态开链烷烃或/和液态重芳烃；粘结剂还具有属于甲组分的第一延迟剂、或属于乙组分的第二延迟剂、或分别属于甲组分的第一延迟剂和属于乙组分的第二延迟剂。本发明的制芯造型的方法所采用的铸造用粘结剂为上述酚醛型聚氨酯粘结剂；本发明的使用成本较低，该方法制芯造型时脱模时间短、生产率高，所得到的砂型和砂芯的成品率高、溃散性好，发气量低，所得到的铸件质量好。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯粘结剂以及热芯盒法制芯造型的方法，用于黑色金属铸造及非铁金属中的铜或/和铝的铸造。
背景技术
在金属零件制造中，铸造是常见的方法之一。铸造就是将熔融的金属浇注在铸型中，金属冷却成型则得到铸件。如果铸件是空心的，则还需将芯子置于铸型中，用以形成铸件的空心部分(内腔)。而用砂型铸造方法生产的铸件则占各类铸件的80％至90％。在砂型铸造方法中，所采用的铸型就是砂型，所采用的芯子就是砂芯。砂型和砂芯的制造方法是在砂子中混入少量粘结剂而得到型砂，再将型砂通过一定技术手段则可制成一定形状的砂型和砂芯。铸造中采用最广泛的粘结剂是粘土，后来采用油类粘结剂。但是，在采用粘土或油类作为粘结剂制芯(砂芯)或制型(砂型)中，必须起模后再进行硬化，不仅制型(制芯)工艺复杂、能耗较高、生产效率较低，而且用这种砂型和砂芯作为铸模所得到的铸件的尺寸精度较低且表面较为粗糙。上世纪四十年代出现了以合成树脂作为粘结剂的合成树脂砂，通过几十年的发展，工艺日趋完善。根据是否加热将这种砂型和砂芯的制造方法分为冷法和热法。冷法又分为自硬法和气硬冷芯盒法，热法又分为热壳法、热芯盒法和温芯盒法——为描述简便起见本发明中将热芯盒法和温芯盒法统称为热芯盒法。合成树脂型制芯造型方法的优点是使砂型和砂芯的硬化直接在芯盒内(或模板上)，靠已加热的芯盒或通过热气流(统称为热法)或在室温下(统称为冷法)完成，不仅提高了砂芯和砂型的尺寸精度，简化了制芯和制型的工艺，减少了能耗，提高了生产效率，而且提高了铸件的尺寸精度和降低了表面粗糙度。冷法一般均具有能耗较低的特点，冷法中的自硬法是指原砂或再生砂以有关的合成树脂为粘结剂，在相应的催化剂作用下，于常温时在芯盒或砂箱内自行硬化成砂型或砂芯，但是，其硬化时间比热法和气硬冷芯盒法都长，起模时间一般为几分钟至几十分钟，然后继续硬化至所需的强度，再加上这种方法的型砂的可使用时间短，因此不利于高效、大批量制芯；冷法中的气硬冷芯盒法主要有三乙胺法和二氧化硫法，三乙胺法采用双组分的粘结剂，其中的甲组分主要为苄基醚型酚醛树脂，乙组分主要为聚异氰酸酯，以占原砂2.0％左右的双组分粘结剂与原砂混合并向芯盒填砂紧实后，向芯盒中吹入含有催化剂三乙胺的载气气体而使砂芯在数秒至数十秒内硬化，达到脱模搬运的强度；该方法的优点是生产效率高、铸件表面光洁，缺点是：铸件容易产生飞翅，球墨铸铁件和铸钢件易产生皮下气孔，树脂和催化剂的价格较高，而且设备投资昂贵。二氧化硫法主要以呋喃树脂为粘结剂，以占原砂1.0％至1.5％的粘结剂以及一定比例的过氧化物与原砂混制后，吹射至芯盒并紧实后，向芯盒吹入二氧化硫气体而使砂芯硬化，再用空气净洗后立刻脱模；该方法的优点一是热强度高，而可使铸件的尺寸精度较高，并能获得理想的表面粗糙度，二是树脂砂的可使用时间长，混好的砂不接触二氧化硫气体不会硬化，三是发气量较低，四是强度发展快，脱模后1小时内强度可达终强度的75％至90％，五是出砂性好。但是该方法的缺点也很明显，因为二氧化硫变为硫酸后，具有强烈的腐蚀作用，使得设备的投资成本和运行成本较高。热法中的热壳法(又称覆膜砂法)是将树脂砂与预热到150℃至260℃的金属模接触，从而形成与金属模外形轮廓一致的型腔、厚度为6至12.5毫米的坚硬薄壳的造型方法，因所用的树脂砂象干砂一样松散，故称为覆膜砂；覆膜砂中，粘结剂是酚醛树脂，硬化剂为乌洛托品(六次甲基四胺)，润滑剂为硬脂酸钙等，粘结剂占原砂2.0％至4.0％；由于覆膜砂的流动性好，由其得到的砂型和砂芯的强度高，应用较为广泛，可浇注较薄的铸件，铸件精度较高，加工余量小，成品率高；这种方法的缺点一是必须用金属模具，树脂加入量较多，成本较高，二是含氮量高，发气量大，铸件易产生气孔，三是溃散性差，铸件清理困难。热法中的热芯盒法制芯，是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配置成型砂，填入加热到一定温度的芯盒内，靠近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间内即可缩聚而硬化；而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒取出，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。其中的热芯盒法和温芯盒法的主要区别在于：前者芯盒的温度一般大于200℃，后者则小于200℃。热芯盒法制芯中所采用的合成树脂粘结剂主要有呋喃树脂粘结剂、酚醛树脂粘结剂和脲醛树脂粘结剂。脲醛树脂粘结剂，由于含氮量高，发气量大，铸件易产生气孔，成品率低，已基本淘汰；呋喃树脂粘结剂，制取的砂芯或砂型，存在易吸湿、存放期短、发气量大、发气性能不好、铸件易产生气孔、成品率低的缺点，使用正在逐步减少；酚醛树脂粘结剂，由于其硬化温度高、成型时间长、树脂加入量多、发气量大、砂芯和砂型的脆性大，尤其是制取厚大砂芯或砂型时，由于树脂粘度大、流动性差、故砂芯或砂型的致密性差，铸件表面粗糙。
发明内容
本发明目的在于提供一种使用成本较低的酚醛型聚氨酯粘结剂以及采用该粘结剂的铸造用热芯盒法制芯造型的方法，该方法制芯造型时脱模时间短、生产率高，所得到的砂型和砂芯的成品率高、溃散性好，发气量低，用于铸造黑色金属(铁、钢)和非铁金属(铝、铜)的铸件时，所得到的铸件质量好。
实现本发明目的中的提供一种酚醛型聚氨酯粘结剂的技术方案是：本粘结剂系铸造用粘结剂；它由甲组分和乙组分组成：其中，甲组分包含以下成分(重量)：酚醛树脂45至55份，液态有机溶剂30至50份；甲组分的酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂或苄基酚醛树脂，甲组分的液态有机溶剂是液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂或/和液态饱和脂肪族酯溶剂或/和单环芳族酯溶剂或/和糠醇溶剂；乙组分包含以下成分(重量)：异氰酸酯60至80份，液态有机溶剂20至40份；乙组分的异氰酸酯为芳香族异氰酸酯，乙组分的液态有机溶剂为液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂；本粘结剂还具有属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至20份(重量)、或属于乙组分的第二延迟剂3至10份(重量)、或分别属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至15份(重量)和属于乙组分的第二延迟剂0.3至6.0份(重量)；第一延迟剂及脱模剂为油酸，第二延迟剂为酰氯。
上述甲组分的制备方法是：将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可；乙组分的制备方法是将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可。
上述甲组分中的酚醛树脂的羟值为450至510mgKOH/g；甲组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200℃至300℃的煤油；甲组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；甲组分中的液态饱和脂肪族酯溶剂是C3至C6之一的饱和脂肪族二元酸与C1至C8之一的饱和脂肪族醇所形成的液态饱和脂肪族酯溶剂；甲组分中的单环芳族酯溶剂是邻苯二甲酸与C1至C8之一的饱和脂肪醇所形成的邻苯二甲酸酯溶剂。上述乙组分中的芳香族异氰酸酯是简称为MDI的二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯或液化MDI或简称为PAPI的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；液化MDI为聚醚改性MDI或碳化二亚胺改性MDI；乙组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200℃至300℃的煤油；乙组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；乙组分中的酰氯为三氯氧磷或二氯膦酰苯或二氯膦酰苯酚。
上述甲组分还具有增强剂和第二脱模剂；增强剂为液态环氧基硅烷或脲基硅烷；增强剂的重量为0.5至2份；第二脱模剂为油酸甲酯，第二脱模剂的重量为0.5至15份。
实现本发明目的中的提供一种铸造用热芯盒法制芯造型的方法的技术方案是：所采用的铸造用粘结剂为本发明的上述酚醛型聚氨酯粘结剂的技术方案中的酚醛型聚氨酯粘结剂，且具有以下步骤：①将铸造用砂、酚醛型聚氨酯粘结剂的甲组分和乙组分加入混砂机中搅拌混合，得到混合均匀的树脂砂；②将树脂砂投入射芯机砂斗中，开动射芯机以0.4MPa至0.8MPa的压力射砂至温度为160℃至260℃的热芯盒中；③在保持热芯盒温度不变的条件下，使树脂砂固化；④脱模取出外表固化的砂型或砂芯，由余热使之整体硬化后即得到砂芯或砂型成品。
上述步骤①中酚醛型聚氨酯粘结剂的加入量(重量)为铸造用砂重的1.2％至2.5％，甲组分和乙组分的重量比值为1∶0.67至1∶1.5。步骤③中树脂砂固化速度为每40秒8至10毫米。
本发明具有积极的效果：酚醛型聚氨酯粘结剂在铸造中只用于气硬冷芯盒法中的三乙胺法中，其采用的原砂的砂温在室温条件下(通常在21℃至27℃较为理想)，砂温低会降低混砂效率和增加硬化时间，且普遍认为砂温高可缩短吹气周期，减少所需催化剂用量，但同时会缩短型砂的可使用时间，并造成砂芯表面酥脆。本发明的粘结剂为热固化型粘结剂，且其中含有一定量的延迟剂，在使用时，无需催化剂，树脂加入量也较少(约为原砂用量的1.2至2.5％)，但需加热至160℃至260℃之间，因为芯盒的温度提高较多，在这种温度下，一定量的延迟剂的存在可以延长型砂的可使用时间并防止射砂通道的堵塞；根据砂芯的厚度以及芯盒温度传递给砂芯的速度，酚醛型聚氨酯粘结剂则在10多秒至数分钟时间内硬化，砂芯靠近外表的一段距离内的内部与外表几乎同时硬化，故不存在砂芯表面酥脆的现象；脱模后砂芯中的余热使砂芯或砂型整体硬化，比强度可达1.2至1.3MPa×1％(冷芯盒法不超过1.0MPa×1％)。硬化时间短，则生产效率较高；树脂加入量少，不仅成本低而且发气量可相对减少；采用加热方法而实现的整体硬化使得在铸造时发气量进一步小，再加上树脂本身的特性在铸造初期即发气完毕，从而使得铸件表面光洁，不易产生气孔。本发明的热芯盒制芯造型方法与国内外现行广泛应用的覆膜砂技术比较，具有明显的进步，有关参数见下表：
| 项目 | 覆膜砂法 | 本发明 |
| 成本(元/吨) | 950 | 478 |
| 发气量(ml/g) | 12-15 | 9-12 |
| 固化速度 | 8-10mm/2min | 8-10mm/40s |
| 余热固化效果 | 余热不能使砂芯(型)整体固化 | 余热可使砂芯(型)整体固化 |
具体实施方式
(实施例1，酚醛型聚氨酯粘结剂及铸造用热芯盒法制芯造型的方法)
制备甲组分：在一装有搅拌器的混合釜中，加入羟值为450至510mgKOH/g的苄基醚酚醛树脂495千克，加入液态有机溶剂351千克，其中：馏程为180℃至210℃的液态重芳烃石油分馏物为108千克，馏程为185℃至245℃的液态重芳烃石油分馏物为45千克，丙二酸二甲酯135千克，丁二酸二辛酯63千克，加入作为第一延迟剂及脱模剂的酸值为190至205mgKOH/g的油酸45千克，加入作为增强剂的折光率(25℃)为1.427的A186环氧基硅烷9千克，开搅拌器，混合约1小时，使物料混合均匀，而制成本发明粘结剂的液态甲组分物料。
制备乙组分：在一装有搅拌器的混合釜中，加入720千克日本聚氨酯公司制造的牌号为MR-100的异氰根(NCO)含量达30.0％至32.0％的异氰酸酯(PAPI)，加入作为溶剂的馏程为150℃至183℃的液态重芳烃石油分馏物180千克，开搅拌器，混合约1小时，使物料混合均匀，而制成本发明粘结剂的液态乙组份物料。
用容器对上述液态甲组分物料和液体乙组分物料分别包装，即得到本发明的酚醛型聚氨酯粘结剂成品。
用本发明的液态甲组分物料和液态乙组分物料为粘结剂，由热芯盒法制造砂型和砂芯的方法的步骤如下：①将铸造用石英砂100千克、上述酚醛型聚氨酯粘结剂的液态甲组分物料0.9千克，液态乙组分物料0.9千克加入混砂机中搅拌混合，得到混合均匀的树脂砂；②将树脂砂投入射芯机砂斗中，开动射芯机以0.6MPa的压力射砂至温度为200±10℃的与发动机缸盖水道芯的形状相对应的芯盒中；③在保持芯盒温度不变的条件下，使树脂砂固化，固化速度为每40秒10毫米，固化时间为30至35秒；④脱模取出外表固化的砂芯，由余热使之整体硬化后即得到发动机缸盖水道砂芯成品。工艺试样性能采用GB2684《铸造用原砂及混合料试验方法》进行试验，其中的抗拉强度达到2.2MPa，发气量为每克12毫升；流动性为3.6克，采用侧孔质量法测定(见胡彭生主编《型砂》上海科学技术出版社1994年8月第二版P648-650)。
(实施例2至实施例56，酚醛型聚氨酯粘结剂及铸造用热芯盒法制芯造型的方法)
各实施例的甲组分的制备基本与实施例1相同，也即将各种原料加入装有搅拌器的混合釜中，开搅拌器，混合1小时，使物料混合均匀而得到相应的液态甲组分物料。各实施例中甲组分的成分以及其中各原料的重量由表1-1至表1-7给出。表1-1至表1-7中所列的数据为各原料的重量，其单位为千克。表中对所采用的作为溶剂的各种二酸二酯类原料，在各个相应的格子中采取了简化的方式进行表述，例如实施例2采用的丁二酸二酯类溶剂为63千克丁二酸二乙酯，在表1-1中，则在甲组分原料名称栏下列出丁二酸二酯类，而在丁二酸二酯类一行中，选中属于实施例2栏下的相应的格子，在该格子中填入63以及乙酯的内容，以表示实施例2的甲组分的溶剂中所采用的丁二酸二酯类溶剂为63千克丁二酸二乙酯；又如实施例25采用的戊二酸二酯类溶剂为24千克戊二酸二丙酯和60千克戊二酸二辛酯，在表1-4中，则在甲组分原料名称栏下列出戊二酸二酯类，而在戊二酸二酯类的一行中，选中属于实施例25栏下的相应的格子，在该格子中依次填入24、丙酯、60和辛酯的内容，以表示实施例25的甲组分的溶剂中所采用的戊二酸二酯类溶剂为24千克戊二酸二丙酯和60千克戊二酸二辛酯；其余以此类推。实施例2至实施例38中所采用的酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂，实施例39至实施例48中所采用的酚醛树脂为苄基酚醛树脂，实施例49至实施例56所采用的酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂。全部或一部分实施例中所涉及的作为有机溶剂的液态重芳烃溶剂是馏程在150℃至370℃的液态重芳烃石油分馏物，所涉及的作为有机溶剂的煤油是馏程在200℃至300℃的石油分馏物，所涉及的作为有机溶剂的各种酯类的纯度≥98％，酯类溶剂中的混合二羧酸酯类溶剂是指由环己烷法制造己二酸反应中的副产物混合二羧酸与C1至C8之一的饱和脂肪族醇所形成的酯溶剂；所涉及的作为有机溶剂的糠醇的纯度≥98％，所涉及的作为第一延迟剂及脱模剂的油酸的酸值为1 90至205mgKOH/g，所涉及的作为第二脱模剂的油酸甲酯的纯度≥98％。
各实施例的乙组分的制备基本与实施例1相同，也即将各种原料加入装有搅拌器的混合釜中，开搅拌器，混合1小时，使物料混合均匀而得到相应的液态乙组分物料。各实施例中乙组分的成分以及其中各原料的重量由表2-1至表2-7给出。表2-1至表2-7中所列的数据为各原料的重量，其单位为千克。实施例2至实施例32中所采用的异氰酸酯MDI为多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI，实施例33至实施例34中所采用的异氰酸酯MDI为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯，实施例35至实施例36中所采用的异氰酸酯MDI为液化MDI中的聚醚改性MDI，实施例37至实施例38中所采用的异氰酸酯MDI为液化MDI中的碳化二亚胺改性MDI，实施例39至实施例56中所采用的异氰酸酯MDI为多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。全部或一部分实施例中所涉及的作为有机溶剂的液态重芳烃溶剂是馏程在150℃至370℃的液态重芳烃石油分馏物，所涉及的作为有机溶剂的煤油是馏程在200℃至300℃的石油分馏物，所涉及的作为第二延迟剂的属于酰氯的二氯磷酰苯的纯度≥90％，所涉及的作为第二延迟剂的属于酰氯的二氯磷酰苯酚的纯度≥90％，所涉及的作为第二延迟剂的属于酰氯的三氯氧磷的纯度≥95％。
各实施例的液态甲组分物料和乙组分液态物料为粘结剂，由热芯盒法制造砂型和砂芯的方法的步骤与实施例1基本相同，各实施例的中所制的具体的砂芯或砂型由表3-1至表3-3给出，表中记载了各实施例中制造砂型和砂芯时甲组分和乙组分的配比，粘结剂占原砂重量的百分比，芯盒温度，射芯压力，树脂砂的流动性，以及与各实施例相对应的试样的流动性和发气量的数据。其中的固化速度为每40秒8至10毫米，而固化时间则根据砂芯或砂型的大小和厚度相应确定。
表1-1
表1-2
表1-3
表1-4
表1-5
表1-6
表1-7
表2-1
表2-2
表2-3
表2-4
表2-5
表2-6
表2-7
表3-1
| 实施例序号 | 砂芯或砂型名称 | 甲组分/乙组分 | 粘结剂用量wt％ | 模具温度℃ | 射芯压力Mpa | 流动性g | 抗拉强度Mpa | 发气量ml/g |
| 1 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 3.6 | 2.2 | 12 |
| 2 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 4.2 | 2.1 | 10 |
| 3 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 4.3 | 2.0 | 9.5 |
| 4 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 4.0 | 1.9 | 9.0 |
| 5 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 4.3 | 2.0 | 9.5 |
| 6 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 3.9 | 1.8 | 8.5 |
| 7 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.0 | 1.9 | 10 |
| 8 | 缸盖水道芯 | 40/60 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.0 | 1.8 | 9 |
| 9 | 缸盖水道芯 | 60/40 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 3.9 | 2.0 | 8 |
| 10 | 缸盖水道芯 | 45/55 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.0 | 2.0 | 10 |
| 11 | 缸盖水道芯 | 55/45 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.1 | 2.0 | 9.5 |
| 12 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.2 | 200±10 | 0.6 | 4.0 | 1.8 | 105 |
| 13 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.2 | 1.9 | 9.0 |
| 14 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 1.8 | 200±10 | 0.6 | 4.1 | 2.2 | 10.5 |
| 15 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 2.0 | 200±10 | 0.6 | 3.9 | 2.4 | 10 |
| 16 | 缸盖水道芯 | 50/50 | 2.5 | 200±10 | 0.6 | 3.8 | 2.5 | 11 |
| 17 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 220±10 | 0.6 | 4.0 | 1.8 | 9.5 |
| 18 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.6 | 4.1 | 1.9 | 9.5 |
| 19 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 180±10 | 0.6 | 4.2 | 1.8 | 9 |
| 20 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 200±10 | 0.6 | 4.2 | 1.9 | 8.5 |
表3-2
| 实施例序号 | 砂芯或砂型名称 | 甲组分/乙组分 | 粘结剂用量wt％ | 芯盒温度℃ | 射芯压力Mpa | 流动性g | 抗拉强度Mpa | 发气量ml/g |
| 21 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 240±10 | 0.6 | 4.0 | 1.8 | 10 |
| 22 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 250±10 | 0.6 | 4.1 | 1.9 | 10 |
| 23 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.6 | 4.0 | 1.8 | 9 |
| 24 | 多缸机机体顶杆孔芯 | 50/50 | 1.6 | 220±10 | 0.6 | 4.2 | 1.8 | 9.5 |
| 25 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.45 | 4.3 | 1.8 | 10 |
| 26 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.4 | 3.9 | 1.9 | 10.5 |
| 27 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.5 | 3.8 | 2.0 | 8 |
| 28 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.6 | 4.4 | 1.9 | 9.5 |
| 29 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.7 | 4.4 | 1.8 | 8.5 |
| 30 | 铁模覆砂砂型 | 50/50 | 1.6 | 230±10 | 0.8 | 4.4 | 1.9 | 8.5 |
| 31 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.3 | 2.1 | 9.5 |
| 32 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.2 | 2.2 | 10 |
| 33 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.1 | 2.2 | 10 |
| 34 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.0 | 2.1 | 9.5 |
| 35 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.4 | 2.3 | 10 |
| 36 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.2 | 2.3 | 11.5 |
| 37 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.2 | 2.2 | 10 |
表3-3
| 实施例序号 | 砂芯或砂型名称 | 甲组分/乙组分 | 粘结剂用量wt％ | 芯盒温度℃ | 射芯压力Mpa | 流动性g | 抗拉强度Mpa | 发气量ml/g |
| 38 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.1 | 2.1 | 9 |
| 39 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.3 | 2.2 | 9 |
| 40 | 曲轴油塞孔芯 | 50/50 | 1.8 | 210±10 | 0.6 | 4.1 | 2.1 | 10 |
| 41 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.5 | 4.4 | 2.2 | 9 |
| 42 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.5 | 4.3 | 2.3 | 9 |
| 43 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.5 | 4.2 | 2.2 | 10 |
| 44 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.5 | 4.1 | 2.1 | 9.5 |
| 45 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.6 | 4.1 | 2.0 | 10 |
| 46 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.6 | 4.2 | 2.2 | 10 |
| 47 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.5 | 4.3 | 2.1 | 10.5 |
| 48 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.5 | 4.4 | 2.3 | 10.5 |
| 49 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.6 | 4.1 | 2.4 | 9 |
| 50 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.6 | 4.2 | 2.2 | 9.5 |
| 51 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.7 | 4.0 | 2.2 | 9.5 |
| 52 | 齿轮箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 220±10 | 0.6 | 3.9 | 2.1 | 10 |
| 53 | 变速箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.6 | 4.1 | 2.3 | 10 |
| 54 | 变速箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.6 | 4.2 | 2.5 | 11 |
| 55 | 变速箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.6 | 4.1 | 2.4 | 10 |
| 56 | 变速箱体芯 | 50/50 | 1.8 | 230±10 | 0.7 | 4.0 | 2.2 | 11 |
Claims (10)
1、一种酚醛型聚氨酯粘结剂，系铸造用粘结剂；它由甲组分和乙组分组成：其中，甲组分包含以下成分(重量)：酚醛树脂45至55份，液态有机溶剂30至50份；甲组分的酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂或苄基酚醛树脂，甲组分的液态有机溶剂是液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂或/和液态饱和脂肪族酯溶剂或/和液态单环芳族酯溶剂或/和糠醇溶剂；乙组分包含以下成分(重量)：异氰酸酯60至80份，液态有机溶剂20至40份；乙组分的异氰酸酯为芳香族异氰酸酯，乙组分的液态有机溶剂为液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂；本粘结剂还具有属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至20份(重量)、或属于乙组分的第二延迟剂3至10份(重量)、或分别属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至15份(重量)和属于乙组分的第二延迟剂0.3至6.0份(重量)；第一延迟剂及脱模剂为油酸，第二延迟剂为酰氯。
2、根据权利要求1所述的酚醛型聚氨酯粘结剂，其特征在于：甲组分的制备方法是：将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可；乙组分的制备方法是将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可。
3、根据权利要求1所述的酚醛型聚氨酯粘结剂，其特征在于：甲组分中的酚醛树脂的羟值为450至510mgKOH/g；甲组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200℃至300℃的煤油；甲组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；甲组分中的液态饱和脂肪族酯溶剂是C3至C6之一的饱和脂肪族二元酸与C1至C8之一的饱和脂肪族醇所形成的液态饱和脂肪族酯溶剂；甲组分中的单环芳族酯溶剂是邻苯二甲酸与C1至C8之一的饱和脂肪醇所形成的邻苯二甲酸酯溶剂。
4、根据权利要求1所述的酚醛型聚氨酯粘结剂，其特征在于：乙组分中的芳香族异氰酸酯是简称为MDI的二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯或液化MDI或简称为PAPI的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；液化MDI为聚醚改性MDI或碳化二亚胺改性MDI；乙组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200℃至300℃的煤油；乙组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；乙组分中的酰氯为三氯氧磷或二氯膦酰苯或二氯膦酰苯酚。
5、根据权利要求1所述的酚醛型聚氨酯粘结剂，其特征在于：甲组分还具有增强剂和第二脱模剂；增强剂为液态环氧基硅烷或脲基硅烷；增强剂的重量为0.5至2份；第二脱模剂为油酸甲酯，第二脱模剂的重量为0.5至15份。
6、一种铸造用热芯盒法制芯造型的方法，其特征在于：所采用的铸造用粘结剂为酚醛型聚氨酯粘结剂；该粘结剂由甲组分和乙组分组成：其中，甲组分包含以下成分(重量)：酚醛树脂45至55份，液态有机溶剂30至50份；甲组分的酚醛树脂为苄基醚酚醛树脂或苄基酚醛树脂，甲组分的液态有机溶剂是液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂或/和液态饱和脂肪族酯溶剂或/和单环芳族酯溶剂或/和糠醇溶剂；乙组分包含以下成分(重量)：异氰酸酯60至80份，液态有机溶剂20至40份；乙组分的异氰酸酯为芳香族异氰酸酯，乙组分的液态有机溶剂为液态开链烷烃溶剂或/和液态重芳烃溶剂；本粘结剂还具有属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至20份(重量)、或属于乙组分的第二延迟剂3至10份(重量)、或分别属于甲组分的第一延迟剂及脱模剂5至15份(重量)和属于乙组分的第二延迟剂0.3至6.0份(重量)；第一延迟剂及脱模剂为油酸，第二延迟剂为酰氯；甲组分的制备方法是：将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可；乙组分的制备方法是将各成分加入同一容器中搅拌混合均匀即可。
7、根据权利要求6所述的铸造用热芯盒法制芯造型的方法，其特征在于：甲组分中的酚醛树脂的羟值为450至510mgKOH/g；甲组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200℃至300℃的煤油；甲组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；甲组分中的液态饱和脂肪族酯溶剂是C3至C6之一的饱和脂肪族二元酸与C1至C8之一的饱和脂肪族醇所形成的液态饱和脂肪族酯溶剂，甲组分中的单环芳族酯溶剂是邻苯二甲酸与C1至C8之一的饱和脂肪醇所形成的邻苯二甲酸酯溶剂；乙组分中的芳香族异氰酸酯是简称为MDI的二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯或液化MDI或简称为PAPI的多亚甲基多苯基多异氰酸酯；液化MDI为聚醚改性MDI或碳化二亚胺改性MDI；乙组分中的液态开链烷烃溶剂是馏程为200至300℃的煤油；乙组分中的液态重芳烃溶剂是馏程为150℃至370℃的液态石油芳烃分馏物；乙组分中的酰氯为三氯氧磷或二氯膦酰苯或二氯膦酰苯酚；甲组分还具有增强剂和第二脱模剂；增强剂为液态环氧基硅烷或脲基硅烷；增强剂的重量为0.5至2份；第二脱模剂为油酸甲酯，第二脱模剂的重量为0.5至15份。
8、根据权利要求6所述的铸造用热芯盒法制芯造型的方法，其特征在于：具有以下步骤：①将铸造用砂、酚醛型聚氨酯粘结剂的甲组分和乙组分加入混砂机中搅拌混合，得到混合均匀的树脂砂；②将树脂砂投入射芯机砂斗中，开动射芯机以0.4MPa至0.8MPa的压力射砂至温度为160℃至260℃的热芯盒中；③在保持热芯盒温度不变的条件下，使树脂砂固化；④脱模取出外表固化的砂型或砂芯，由余热使之整体硬化后即得到砂芯或砂型成品。
9、根据权利要求8所述的铸造用热芯盒法制芯造型的方法，其特征在于：步骤①中酚醛型聚氨酯粘结剂的加入量(重量)为铸造用砂重的1.2％至2.5％，甲组分和乙组分的重量比值为1∶0.67至1∶1.5。
10、根据权利要求8所述的铸造用热芯盒法制芯造型的方法，其特征在于：步骤③中树脂砂固化速度为每40秒8至10毫米。
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