三乙胺冷芯盒制芯工藝的探討

三乙胺冷芯盒制芯工藝的探討

2006年，作者購買了100l中國冷杉箱射芯機，主要用于生產(chǎn)挖掘機的芯。由于初期設(shè)備和模具均存在一些問題,在試生產(chǎn)階段砂芯成品率極低。隨后會同設(shè)備廠家和模具廠家對設(shè)備和模具進(jìn)行了修整和改造,大大提高了砂芯成品率(達(dá)到95%)和外觀質(zhì)量[1~7]。以下是幾點經(jīng)驗,與同行分享。1原材料的選擇1.1sio2及微粉含量原砂使用袋裝或烘干型的擦洗砂,其要求為:粒度40/70;SiO2含量≥90%;含泥量≤0.3%;含水量≤0.3%;微粉含量≤0.5%。砂溫要求在0~40℃,理想溫度為20~30℃,但在冬季最好將砂溫控制在30~35℃。1.2組分的測定樹脂采用冷芯盒樹脂,包括組分Ⅰ和組分Ⅱ兩個部分。組分Ⅰ為冷芯盒樹脂,其主要成分為苯醚基的酚醛樹脂;組分Ⅱ為活化劑,其主要成分為聚異氰酸酯。兩個組分均是液體,其中Ⅰ組分為淡黃色,Ⅱ組分為深棕色。1.3催化劑催化劑為三乙胺。2混合沙子2.1活化劑的用量原砂:100kg;組分Ⅰ樹脂0.7~1.0kg;組分Ⅱ活化劑0.7~1.0kg。通常情況下,組分Ⅰ與組分Ⅱ的比例為50:50,也可根據(jù)特殊需要采用55:45或60:40的比例。具體的加入量要根據(jù)砂芯所需的強度和原砂的狀況來選擇。2.2選擇合適的樹砂在原砂中加入適量的添加劑(粉狀或顆粒狀,根據(jù)具體的要求進(jìn)行選擇),并將其混勻,再加樹脂混30~60s出砂?；焐皶r間過短會導(dǎo)致混砂不均勻,時間過長則會導(dǎo)致芯砂強度降低。3芯生產(chǎn)3.1密封是否老化制芯操作前,應(yīng)先檢查芯盒內(nèi)是否清潔干凈,脫模劑是否噴刷,排氣塞是否暢通,壓縮空氣是否干燥;射砂板、上頂芯板(吹胺板)與上芯盒之間及上下芯盒本身是否密封;密封圈是否老化;射嘴密封圈有無缺損;尾氣處理系統(tǒng)是否正常等。同時,將三乙胺發(fā)生器預(yù)熱到90~110℃(三乙胺氣化點為87~89℃),溫度不宜過高。溫度過高,會導(dǎo)致三乙胺氣化罐內(nèi)的空氣體積膨脹過大、罐內(nèi)壓力升高,使液態(tài)三乙胺難以加入,致使氨量不穩(wěn)定,影響砂芯固化;溫度過低,則達(dá)不到三乙胺的氣化點,影響三乙胺的使用效率。然后,開始混砂及制芯。3.2砂芯質(zhì)量的確定射砂壓力:0.35~0.5MPa;吹胺及凈化壓力:0.2~0.3MPa;吹胺壓力上升時間:5~10s;吹胺時間:2~10s;凈化時間:10~60s。以上參數(shù)僅供參考,具體參數(shù)需要在實踐中根據(jù)砂芯的質(zhì)量來確定。對于充填難以緊實的砂芯,可適當(dāng)提高射砂壓力。對于容易充填緊實的砂芯,降低射砂壓力就會減小模具的磨損程度,延長模具的使用時間。建議適當(dāng)加大點氨量,延長吹氣固化時間,以免砂芯的局部不硬化導(dǎo)致整個砂芯報廢。4解決問題和解決方案4.1原砂及監(jiān)獄原砂砂芯終強度下降,砂芯終強度下降,砂芯終強度下降,砂芯終強度下降,砂芯未充一開始生產(chǎn)時,砂芯終強度≤1.0MPa,分析原因為:(1)樹脂加入量少,總樹脂量只占砂重的1.4%以下;(2)原砂干燥不充分,試驗結(jié)果顯示:當(dāng)原砂中水分達(dá)到0.3%時,砂芯終強度下降30%;當(dāng)原砂中水分達(dá)到0.5%時,砂芯終強度下降近60%。另外,載送三乙胺的氣體及沖洗殘留三乙胺的壓縮空氣中均含有水;(3)砂芯放置時間長及放置場地環(huán)境濕度大;解決措施為:(1)增加樹脂的加入量,將總樹脂量占砂重的比例提高到1.4%~2.0%;(2)充分干燥原砂及壓縮空氣;(3)縮短砂芯存放期和改變存放條件;4.2芯盒進(jìn)、排氣口設(shè)計不合理(1)胺量不足,每千克砂耗氨量為0.45~1kg;(3)芯盒進(jìn)、排氣口設(shè)計不合理;解決措施為:(1)調(diào)高胺量,增加進(jìn)胺壓力;(2)將排氣塞清理干凈,使其排氣暢通;(4)查看吹胺板與上芯盒之間的密封是否嚴(yán)實,芯盒分型面密封是否嚴(yán)實。4.3添加砂子、砂子分析原因為:(3)芯盒排氣塞布置不合理。(1)添加混好的砂子;(2)檢查芯盒分型面是否密封嚴(yán)實,射砂板和上芯盒之間的密封是否良好,射嘴密封圈有無缺少;(3)優(yōu)化排氣塞布置。4.4芯盒漏胺系統(tǒng)(1)混砂時間過長(>120s)導(dǎo)致砂溫升高(高于40℃);(2)射芯機泄漏三乙胺;(4)芯盒漏胺;(5)尾氣處理系統(tǒng)發(fā)生故障。解決措施為:(1)控制混砂時間在30~60s,將砂溫控制在20~30℃;(2)盡量使射芯機不泄漏;(3)采用pH值為7左右的原砂;(4)檢查調(diào)整芯盒密封性;(5)檢查尾氣處理系統(tǒng)。5影響芯材成品率的因素5.1冷干機的影響無論是射砂、吹胺、吹清,都需要壓縮空氣為載體。如果壓縮空氣中含水分過多,會對砂型的成型、固化、強度產(chǎn)生影響,一般空壓機產(chǎn)生的壓縮空氣要經(jīng)過冷干機進(jìn)行處理。常溫下壓縮空氣的露點應(yīng)按砂芯的種類、復(fù)雜程度來選擇,薄壁高強度復(fù)雜型芯露點應(yīng)盡量低,一般應(yīng)≤-40℃,簡單厚大型芯露點可以高一些,一般應(yīng)≤-15℃。5.2排氣裝置的調(diào)整排氣塞的布置總體遵循的原則是在芯盒內(nèi)腔中建立足夠的背壓,使催化劑分布均勻,一般情況下總排氣面積為總進(jìn)氣面積的70%,常將其設(shè)置在:(1)砂芯按水平分型放置時,排氣裝置設(shè)于芯盒內(nèi)較高的位置;(2)芯盒深腔處;(3)芯盒內(nèi)腔輪廓的邊角處;(4)砂芯交匯處和拐彎處。實際生產(chǎn)中,排氣是否順暢還與型芯的尺寸、形狀、透氣性以及樹脂加入量有關(guān),通過不斷調(diào)整排氣塞的位置,優(yōu)化催化劑的用量和縮短循環(huán)時間。另外,頂桿和頂桿孔的間隙也是排氣的主要部分。頂桿與頂桿孔間隙(單邊)選0.10~0.15mm,排氣塞縫隙尺寸要比砂粒直徑小,一般不超過0.3mm,以防止芯砂進(jìn)入塞縫造成堵塞。連續(xù)制芯過程中還要對堵塞的排氣塞進(jìn)行及時清理,以免造成局部砂芯缺陷。6確保生產(chǎn)質(zhì)量三乙胺冷芯盒工藝在國內(nèi)已經(jīng)得到普遍推廣,隨著設(shè)備性能的進(jìn)一步提高,工藝的進(jìn)一步優(yōu)化,定能極大提高生產(chǎn)效率并