低温环境下如何控制自硬呋喃树脂砂的启动时间

主要研究呋喃树脂砂在低温环境下的使用时间、脱模时间和强度之间的关系，确定合适的砂温和树脂固化剂配比，指导车间生产。

背景

呋喃树脂自硬砂致密坚硬，易于控制，铸件尺寸精度高。 因此，目前的自硬树脂砂工艺已被用于铸造各种金属铸件，如机械加工所需的机床和造船用的燃气轮机。 其他铸铁件可以通过自硬树脂砂工艺生产。 如今，计算机自动化控制的飞速发展，加速了自凝树脂砂技术的发展和应用。

但是，呋喃树脂砂也有其自身的缺点。 使用时间、脱模时间和最终强度受温度和湿度变化的影响很大，容易造成生产不稳定，对车间生产产生不利影响。 本文根据公司使用的铸造材料，研究了不同比例呋喃树脂和苯磺酸固化剂在低温环境下的固化曲线，确定了最佳比例，探讨了木型和金属型树脂砂的硬化趋势。以这个为基础。 ，提出加速硬化脱模的方法指导车间生产。

实验研究

本文以公司现场使用的呋喃树脂、苯磺酸固化剂和再生硅砂为试验材料

仪器：电子天平、自动搅拌机、压缩测试仪、温湿度计、温度计、秒表。 环境温度5℃，环境湿度30%，砂温15℃。 用电子天平称取 1000 克沙子。 树脂添加比例为砂重的0.8%和1.0%。 固化剂的添加量分别为树脂重量的30%、35%、40%、45%、50%。 正交试验制作φ40mm×40mm型砂试块。 同时记录操作时间、脱模时间和24h抗压强度。

根据现场生产的需要，对型砂有以下要求：

• 型砂必须保持一定的最终强度（小型铸件≥2.0MPa，大型铸件≥3.0MPa），以减少型芯变形，防止铸件夹砂。
• 应保证必要的操作时间，以利于芯铁、冷铁的放置和紧凑的操作。
• 为保证现场生产的顺利进行，顶芯时间应尽可能短，以提高生产效率。
• 在满足生产要求的情况下，结合剂的加入量应尽量少，既节约成本，又减少浇注时有机结合剂燃烧产生的气体，提高铸件质量，保护铸件。环境。

综合以上因素，机械再生砂的最佳液料比为树脂1.0%（占砂重）、固化剂30%（占树脂）； 热再生砂的最佳液料比为树脂1.0%（占砂重量），固化剂45%（占树脂）。

进一步，考虑到木模和现场制作的金属模顶出时间的差异，在上述试验的基础上，分别采用木芯盒和金属芯盒制备试样，抗压强度每1h测量一次，记录前6h和24h的强度变化趋势。 最终实力

同样在5℃的环境下，当树脂和固化剂按一定比例加入时：

• 木模造型大约需要2-3小时才能从模具中取出模具（1.5MPa），模具硬化达到足够的强度而不变形； 金属模具需要5个小时才能取出，内部可以太早取出。 完全硬化，会发生挤压变形，最终强度基本相同，3MPa左右。
• 单纯提高固化剂的酸度值并不能显着提高固化速度和缩短脱模时间。

根据这种硬化趋势，现场生产可以根据不同机型的启动时间合理安排生产，避免模具过早启动。 砂芯砂硬化强度不足会引起砂芯变形和开裂。 模型型芯强度强，与模具结合紧密。 ，开模困难，导致表面质量差，延误现场生产。

结论

在低温环境下，以呋喃树脂和苯磺酸固化剂为粘结剂时，有以下三个实验结论：

• 机械再生砂的最佳液料为树脂1.0%（占砂重）、固化剂30%（占树脂）； 热再生砂的最佳液料添加量为树脂1.0%（占砂重量），固化剂45%（占树脂）。
• 其他条件不变。 单纯提高固化剂的总酸度并不能显着缩短脱模时间。 提高模型的温度、冷铁和模具的温度可以加速内部反应和硬化。
• 在条件相同的情况下，木模的顶出时间比金属模大大减少，前者是后者的1/2。

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