石英砂支撐劑生産工藝?20世紀50年代中期以前漫長的時期内,各種中、大型鑄件和厚壁鑄件都用黏土砂烘幹型制造的采用這種工藝時,造型周期長、需大型烘幹設備、能耗很高,而且鑄件的尺寸精度和表面質量都不能令人滿意自從上世紀50年代後期呋喃樹脂自硬砂工藝問世以來,多種自硬砂工藝競相發展,隻經曆了一段很短的的時間,我們就徹底告别了這項與鑄造相伴了幾千年、有過豐功偉績的老工藝、老技術目前,中、大型鑄件大部分都采用自硬砂工藝制造,也有一些鑄件采用吹氣硬化的工藝制造,但為量不多,今天小編就來聊一聊關于石英砂支撐劑生産工藝?接下來我們就一起去研究一下吧!
石英砂支撐劑生産工藝
20世紀50年代中期以前漫長的時期内,各種中、大型鑄件和厚壁鑄件都用黏土砂烘幹型制造的。采用這種工藝時,造型周期長、需大型烘幹設備、能耗很高,而且鑄件的尺寸精度和表面質量都不能令人滿意。自從上世紀50年代後期呋喃樹脂自硬砂工藝問世以來,多種自硬砂工藝競相發展,隻經曆了一段很短的的時間,我們就徹底告别了這項與鑄造相伴了幾千年、有過豐功偉績的老工藝、老技術。目前,中、大型鑄件大部分都采用自硬砂工藝制造,也有一些鑄件采用吹氣硬化的工藝制造,但為量不多。
進入本世紀以來,鑄造行業面對着兩個方面的挑戰:一是對鑄件質量的要求不斷提高;再就是環境保護和清潔生産方面的要求日趨嚴格。雖然各種新型粘結劑的推廣應用,已經使我們在鑄件質量、生産效率等方面都有了大幅度的提高,但是,從這兩項要求看來,不少工藝都有其不能盡如人意之處,而且改進的要求迫在眉睫。
針對這些問題,各主要工業國家,在改進現有粘結劑和開發新型粘結劑方面,都進行了大量的研究工作,新的成果也不斷問世。
近十年來,歐洲的同行從環保的要求出發,對矽酸鹽系黏結劑進行了大量的研究工作,已經在實際生産中體現了這種無機黏結劑在多方面的優越性,也使我們對矽酸鹽系黏結劑有了新的認識。
北京邦尼公司也從環保的要求出發,目标是緻力于研發新型的有機黏結劑。第一階段的産品“邦尼-Ⅰ型樹脂”已經基本定型,是一種比較适合當前環保要求的樹脂,也是我國自主創新的一種新型樹脂。
關注自硬砂工藝的同行,有必要對相關的黏結劑及其發展有更多的了解,供考慮今後的工作安排時參考,為此,筆者根據自己的一管之見,在這裡對一些常用黏結劑的特點作簡單的評述,同時,也對邦尼-Ⅰ型樹脂作了簡短的介紹。
一、對各種自硬砂工藝發展的簡要回顧
自硬砂工藝的特點是,混砂時既加入黏結劑,同時也加入硬化劑。用混好的型砂造型、制芯後,不再給予鑄型或芯子以任何使其硬化的處理,鑄型或芯子就可以自行硬化。
“自硬”這個詞,是自英文“no-bake”轉譯而來的,“no-bake”是與黏土砂烘幹型對比而言的,直譯應該是“不烘”。在自硬砂工藝開發、應用的初期,“不烘”一詞的确反映了這一工藝的特點。後來,除自硬砂工藝外,又有了吹氣硬化工藝,鑄型或芯子也不必烘幹,如果當初将“no-bake”譯為“不烘”,現在看來就不很妥當了,我國鑄造行業的同仁早年就将其譯為“自硬”(相當于self-set),真不錯,可謂有先見之明。
50年代後期,歐洲開始生産呋喃樹脂,并在鑄造生産中采用呋喃樹脂自硬砂工藝。美國大約在1958年左右也将此項工藝正式用于生産。
1963~1964年,日本的西山太喜夫開發了用矽鐵粉作硬化劑的水玻璃砂自硬工藝。後來,在此基礎上,又陸續出現了多種用粉狀硬化劑的水玻璃砂自硬工藝,曾用過的硬化劑有矽酸二鈣、氟矽酸鈉、脫水石膏、和某些水泥。
60年代中期,歐洲和美國都着手研制用于自硬砂工藝的甲階酚醛樹脂,70年代後期,這種樹脂的應用有較大的發展,90年代以後,其應用又逐漸減少。
酯硬化水玻璃自硬砂工藝大約在1967年左右出現于美國,實際推廣應用是從70年代末、80年代初期開始的。
酯硬化堿性酚醛樹脂自硬砂工藝是英國Borden公司開發的,于1981獲得專利,簡稱為α-Set工藝。
二、呋喃樹脂
呋喃樹脂,以糠醇為基本組分,并以糠醇結構上特有的呋喃環而得名。按樹脂的實際構成,可以有糠醇樹脂、甲醛呋喃樹脂、脲醛呋喃樹脂和酚醛呋喃樹脂等多種品種。實際上,出于成本、性能、客戶的特殊要求等方面的考慮,通常應用的都是多組分的共聚樹脂,各廠家的産品往往都有自己的特點,各組分的配比也不盡相同。
呋喃樹脂對多種酸性硬化劑的适應性都很好,用以配制的自硬砂,硬化易于控制,是鑄造行業最早采用的自硬砂,經過了60多年,至今在各國鑄造行業中,仍然是應用範圍最廣、用量最大的自硬砂黏結劑。
近二十年來,我國呋喃樹脂的質量有了很大的提高,遊離甲醛的含量也已降到很低的水平。呋喃樹脂産量的增長,更是令人歎服,不僅滿足了國内鑄件産量逐年大幅度增長的需求,而且大量出口到國外。
我國鑄造行業的同仁對呋喃樹脂都很熟悉,而且有關的專業技術書籍和技術資料也很多,因而,在呋喃樹脂自硬砂方面就不必多說了。
三、水玻璃
水玻璃是矽酸鹽系黏結劑的代表材料,雖然是一種十分常見的材料,但是,迄今為止,我們對其實際組成還不十分清楚。水玻璃并不簡單地是矽酸鈉的水溶液,而是複雜的Na2O-SiO2-H2O三元系,其中,能證實其存在的矽酸鈉水合物至少有11種。水玻璃是一種前景非常看好的黏結劑,今後,要充分發揮它的作用,首先要切實地了解它、掌握它的特性。
CO2硬化的水玻璃砂,前景并不看好,由于篇幅所限,這裡暫不提及。
以矽鐵、矽酸二鈣等粒狀材料作為硬化劑的水玻璃自硬砂,在自硬砂工藝的發展過程中起過重要的作用,上世紀70年代,我國鑄造行業中曾将其用于制造中、大型鑄件,包括鑄鐵件和鑄鋼件。由于萃取氧化鋁的副産品赤泥、堿性煉鋼爐渣等次生材料中,都含有50%以上的矽酸二鈣,價廉易得,以這類材料作硬化劑的水玻璃自硬砂,有一段時間應用甚廣。
水玻璃雖然是黏稠的液體,經混砂後在型砂中的分散度卻很高,如果硬化劑是粒狀的,其分散度不可能很好,二者之間的作用受到制約,因而這種自硬砂的性能難以準确地控制。
酯硬化水玻璃自硬砂工藝的問世,大幅度提高了水玻璃黏結砂的性能,顯著地增強了水玻璃在鑄造用型砂黏結劑中地位。同時,用粒狀硬化劑的工藝的時代也從此結束了。
上世紀70年代末,由于各種樹脂的的推廣應用,一些工業國家中,水玻璃黏結砂的應用日見減少,酯硬化水玻璃自硬砂的問世,使水玻璃黏結砂在鑄造行業中具有了新的活力。我國鑄鋼行業中,酯硬化水玻璃自硬砂的應用從80年代初開始,目前應用的範圍仍然很廣。
1、有機酯水玻璃自硬砂工藝的優點
(1)有機酯的黏度很低,在型砂中易于分散,使水玻璃能夠充分發揮其黏結作用,因而可以大幅度減少型砂中水玻璃的用量,一般情況下加入量可在3%,甚至更低;
(2)鑄型澆注後,有機酯受熱分解,可使水玻璃在型砂表面形成的黏結膜、在砂粒之間形成的黏結橋部分破裂,從而可以改善水玻璃砂的潰散性;
(3)水玻璃自硬砂中所用的有機酯,主要是由多元醇和醋酸合成的,在鑄件生産的全過程中,從混砂、造型、制芯、組型、澆注,到落砂取出鑄件,水玻璃和有機酯都不排放有害氣體,也不散發令人厭惡的氣味。
2、采用有機酯水玻璃自硬砂工藝必須面對的問題
水玻璃自硬砂在鋼鐵鑄造行業中應用,目前仍存在一些難以妥善解決的問題,如:
(1)即使型砂中加入了有機酯,鑄型澆注以後的落砂性能仍然比樹脂自硬砂差得多,落砂、清理耗用的工時多。與此相應的是單位産量鑄件占用清理工部的面積大幅增加,清理工部的作業條件惡化等。這些問題,以前都認為是小事,往往不太重視,今後,從人力資源和文明生産的要求考慮,都不得不予以重視;
(2)鑄件的尺寸精度和表面粗糙度較差。
(3)舊砂的可再生性不佳,用再生砂配制的型砂性能不好,不得不減少再生砂的用量,因而,廢棄砂量增多,需補充的新砂量相應增多。
(4)廢棄砂不能随意排放,因為殘留水玻璃的強堿性會污染環境和地下水。
特别是後面兩項,目前已經是制約水玻璃黏結砂發展的重要因素。為解決水玻璃舊砂的再生問題,各工業國家都進行了大量的研究工作,但迄今仍未見易行而效果穩定的解決方案。
水玻璃黏結砂難以再生的原因,大緻可作如下的分析:
水玻璃黏結砂,無論是吹CO2硬化、或與有機酯作用後硬化,這類硬化反應都會使水玻璃的分子結構改變,即使未經高溫的作用,也無法使之恢複原來的狀态,再生砂中殘留的水玻璃必然會影響再次加入水玻璃配成的型砂的性能。
水玻璃對砂粒表面的附着很牢,不易剝落,如果制造鋼、鐵鑄件,界面處的砂粒經受過高溫的作用,水玻璃還可能與砂粒表面熔合,不可能使之分離。
澆注金屬液後,靠近鑄件表面的型砂,由于高溫的作用,水玻璃膜不僅脫除了自由水,而且脫除了牢固結合水和化合水,強度很高,又有一定的韌性,難以脫除得很幹淨。這樣的水玻璃膜,無論采用什麼方法,都不可能恢複原來的狀态。
3、進一步認識矽酸鹽系黏結劑(水玻璃)的必要性
近年來,環境保護和工業衛生日益成為人們關注的重點,本世紀以來,各工業國家的鑄造行業中,都非常重視有關矽酸鹽系黏結劑的研究工作,已經有了許多喜人的成果,而且,今後一定會更為令人振奮的成果推出。
近十多年來,德國的同行對矽酸鹽系黏結劑進行了全面而系統的研究開發工作,由許多單位分工合作,從2011年GIFA的展出看來,成果是令人鼓舞的。現在,矽酸鹽系黏結劑的應用已經進入了一個嶄新的紀元,其在汽車行業中的應用尤其值得重視。
ASK公司和HA公司等世界知名的黏結劑生産廠商,都很重視在矽酸鹽系黏結劑方面的創新和研究開發工作。ASK公司推出的INOTEC黏結劑、HA公司推出的Cordis黏結劑,都以矽酸鹽為主要組分,目前都已成功地用于大批量生産汽車鑄件。為改善鑄件的質量,這類新型黏結劑中還加入了一些附加物,如粉狀非晶态矽質材料之類。
Laempe & Mossner公司,研制了适用于用矽酸鹽系黏結劑、大批量自動化制芯的設備。
TU礦業研究院鑄造研究所對矽酸鹽系黏結劑舊砂的再生問題進行了全面的研究。
雖然還沒有見到與他們的産品相關的具體技術内容,但是,從許多生産廠家的情況介紹中,我們大緻可以得知,要解決水玻璃黏結砂的再生、回用問題,必須遵循以下兩條原則。
(1)鑄型或芯子不能經受太高溫度的作用,不能使水玻璃膜失去其中的牢固結合水和化合水,更不能使其與砂粒熔合,目前,隻能用于生産鋁合金鑄件或某些澆注溫度更低的合金鑄件。
(2)鑄型、芯子制成後,隻能借助于脫除自由水使之硬化,目前歐洲采用的硬化方法是在制芯後吹110~120℃的熱空氣使之脫水硬化,不能有任何材料與水玻璃發生化學反應,落砂得到的舊砂中應不含反應産物。
BMW(寶馬)是世界上第一家全部采用矽酸鹽系黏結劑INOTEC代替有機黏結劑制芯、生産汽車用鋁合金鑄件的廠家,2006開始試生産,以确認這一工藝的可行性,不久就正式投入生産。現已确認:在生态、産品質量、經濟等方面都獲得了很好的效益。
大衆汽車公司,采用Cordis黏結劑制芯、DISA線造型,生産鋁合金缸蓋等重要鑄件,目前,已生産各種産品250萬件以上。
Diamler公司位于Mettingen的輕合金鑄造廠,用INOTEC黏結劑制芯,也取得了很好的效果。
由以上簡要介紹的情況可見,水玻璃是一種前景極好的黏結劑,鑄造行業對其應予以高度的關注,但是,目前用于生産鋼、鐵鑄件,仍然存在一些問題,有待進一步的探讨和研究。
四、甲階酚醛樹脂
酚醛樹脂是最早出現的人工合成樹脂, 20世紀初即已開始在工業生産中應用。作為鑄造粘結劑用的酚醛樹脂,基本上可分為兩大類:
一類是諾沃臘克型酚醛樹脂,制造時甲醛對苯酚的摩爾比小于1,一般在酸性催化劑作用下縮聚而成。
另一類是甲階酚醛樹脂,制造時甲醛對苯酚的摩爾比大于1,一般在堿性催化劑作用下縮聚而成。
鑄造生産中用合成樹脂作型砂粘結劑,最早的是上世紀40年代出現的殼型工藝,所用的樹脂是諾沃臘克型酚醛樹脂,這一工藝至今仍在鑄造行業中廣泛地應用。
甲醛對苯酚的摩爾比大于1、在堿性條件下發生的縮聚反應,可分為三個階段。甲階段,得到的是線型、支鍊少的樹脂,有可熔、可溶的特性,故稱為甲階酚醛樹脂。
甲階酚醛樹脂,最初在工業方面主要用于制造膠合闆、玻璃纖維夾層闆和防護性塗料,并用作橡膠增粘劑和紙張浸漬劑。
上世紀60年代中期,石油的價格不高,國際市場上甲階酚醛樹脂的價格低于呋喃樹脂,歐洲和美國都着手研究将其用于自硬砂工藝,以期替代價格高的呋喃樹脂。
早期,由于這種樹脂的硬化較慢,而且硬透性也不能令人滿意,其應用範圍不大。後來,由于芳香基磺酸的問世,顯著改善了硬化緩慢的問題,同時,甲階酚醛樹脂本身也在不斷改進。1974年,出現世界性第二次糠醇短缺,呋喃樹脂的價格飙升,甲階酚醛樹脂自硬砂的應用一度發展很快。80年代中期,筆者曾在當時的聯邦德國造訪過幾家高檔次的鑄鋼廠,無一例外地全都采用甲階酚醛樹脂自硬砂。
90年代以後,石油的價格不斷上漲,甲階酚醛樹脂的價格反而高于呋喃樹脂,而有些性能又不及呋喃樹脂,因而其應用範圍日見縮小。
甲階酚醛樹脂中含有較多的活性羟甲基官能團(-CH2OH),在酸性硬化劑的作用下,羟甲基和少量亞甲醚(-CH2OCH2-)與易反應的苯酚環作用,發生縮聚反應而成為三維交聯結構而硬化,同時釋放水分。
甲階酚醛樹脂中的水分本來就比較高,再加以反應釋放的水,會稀釋酸性硬化劑而使硬化過程減慢,故必須使酸有一定的濃度,以保證合适的硬化速度和厚砂型硬透的能力。
一些工業國家所用的熱芯盒工藝,黏結劑也以采用甲階酚醛樹脂者居多。這類樹脂,甲醛對苯酚的摩爾比,比酸硬化的甲階酚醛樹脂還要高一些。在用氯化铵作催化劑的條件下加熱,可以得到堅強的交聯結構。
以甲階酚醛樹脂為粘結劑的型砂,受熱後有二次硬化的過程,型砂的高溫強度比用呋喃樹脂者高,因而多用于生産鑄鋼件。樹脂中的遊離甲醛含量也比較低。
酸硬化的甲階酚醛樹脂,主要的缺點有:
(1)貯存穩定性不好 由于樹脂中含有較多的活性羟甲基官能團,在室溫下會自行縮聚而變稠,并有水分析出。一般情況下,貯存期隻能是4個月左右,如貯存溫度不超過20℃,則可以稍長一些。
(2)對硬化劑的品種非常敏感 隻能用芳香基磺酸作硬化劑。改用無機酸時,黏結強度大幅度降低。用芳香基磺酸時,随着其中遊離酸含量的提高,黏結強度也明顯降低。
(3)在低溫下硬化反應緩慢 即使采用甲苯磺酸或苯磺酸的水溶液作硬化劑,在環境溫度低于15℃時,型砂的硬化也明顯減慢,在10℃以下,經2~3h仍不能具有脫模所需的強度。
(4)由于構成樹脂的主體是甲醛和苯酚,澆注後釋放的煙、氣較多。
由上述簡要的分析可見,傳統的甲階酚醛樹脂已經難以适應當前鑄造行業的要求,因而各國都在其化學改性處理方面進行了研究開發工作。
五.堿性酚醛樹脂
這種樹脂是以甲階酚醛樹脂為基礎,進行化學改性處理而制得的,是改性甲階酚醛樹脂的一種。樹脂的堿性很強,其中含有KOH、NaOH等強堿性材料,所以通常稱之為堿性酚醛樹脂
堿性酚醛樹脂自硬砂工藝由英國Borden公司開發,1981年獲得專利。配制自硬砂時,所用的硬化劑不是酸,而是有機酯。多種低級酯都可以用作硬化劑,應用較廣的是碳酸丙烯酯。這種自硬砂工藝也稱為α-Set工藝。
1、自硬砂的硬化機制
混砂後,首先是樹脂中的堿與酯反應,形成堿金屬的碳酸鹽,釋放醇。樹脂中的堿轉變為碳酸鹽後,即處于反應狀态,可在常溫下發生交聯反應,将砂粒粘結,使型砂具有必要的強度。也可以認為:有機酯在堿性條件下分解為有機酸和醇,再由酸與樹脂中的堿作用,從而發生交聯反應。
此項工藝中,作為硬化劑的有機酯是參與硬化反應的組分,不同于硬化劑隻起催化作用、不參與反應的其他樹脂自硬砂,因此,不能通過改變硬化劑的加入量來調整自硬砂的硬化速率和起模時間。有機酯的加入量一般為樹脂的20~25%,因樹脂和硬化劑的品種而略有不同。有機酯加入量不夠,則鑄型難以硬化;有機酯加入量太多,則會感到混成砂和砂型膩滑,而且可能導緻鑄型-金屬界面處發生反應,影響鑄件的表面質量。自硬砂的硬化速率和起模時間,應由改變硬化劑的品種予以調整。
有機酯硬化的酚醛樹脂砂,在有機酯的作用下,樹脂在常溫下隻發生部分交聯反應,起模時型砂仍然保持一定的塑性,澆注初期還有一短暫的、因受熱而再次發生交聯反應的過程,也就是通常所說的二次硬化。
2、堿性酚醛樹脂自硬砂工藝的優點
(1)混砂、造型、澆注時散發的煙氣少于用酸性硬化劑的呋喃樹脂砂、用酸性硬化劑的甲階酚醛樹脂砂和以胺為硬化劑的尿烷樹脂砂;
(2)由于起模時型砂仍然保持一定的塑性,故起模性能好,型砂不易粘附在模具上,砂型表面比較光潔,模樣的起模斜度也可較小;
(3)二次硬化後,砂型的熱穩定性較好,厚壁鑄件表面上也很少出現脈狀紋缺陷;
(4)澆注後,在高溫的作用下,堿性酚醛樹脂自硬砂較易潰散,有利于防止形狀複雜的鑄鋼件産生裂紋,同時也可使澆注後鑄型的落砂性能改善。
3、堿性酚醛樹脂自硬砂工藝存在的問題
再生砂的循環使用會導緻自硬砂的強度降低,這是影響此工藝推廣應用的最大障礙。
樹脂發生交聯反應的産物之一是堿金屬碳酸鹽。加熱到510℃以上,堿金屬鹽轉變為堿性金屬氧化物,此種氧化物又可以與矽砂作用,在砂粒表面上形成玻璃狀堿金屬複合矽酸鹽薄膜。這種薄膜是金屬氧化物與砂粒作用而形成的,對砂粒的附着很牢固,舊砂進行再生處理時,很難将其除去。這種薄膜呈玻璃狀,樹脂不易将其潤濕,再生砂中加入樹脂重新混砂時,樹脂難以均勻地附着于砂粒表面的薄膜上,因而再粘結的性能不佳,配制的自硬砂的強度明顯下降。
目前,廣泛用于樹脂自硬砂的幹态摩擦再生方式,對于以呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、尿烷樹脂等作粘結劑的型砂、芯砂,都有很好的效果。在舊砂再生處理的過程中,雖不能将砂粒表面的粘結膜完全脫除,但是,再生後砂粒表面上殘留少量不連續的樹脂膜,對再粘結的強度沒有明顯的負面影響。再生砂中加入粘結劑後的粘結強度,一般可等同于完全用新砂時的強度,多數情況下,用再生砂時強度還會略高一些。
對于堿性酚醛樹脂自硬砂,砂粒表面上殘留的堿金屬矽酸鹽薄膜對再粘結的影響很大,采用幹态摩擦再生方式時,再生砂的粘結強度顯著降低。目前,世界各國再生砂的回用量一般都不超過80%,有的鑄造廠不得不全部用新砂配制面砂。
摩擦再生的效果不好,熱法再生是否可行?實際上,許多試驗、研究的結果也都未能證實熱再生方式的穩定有效。
熱法再生的難點是:舊砂再生時,如溫度超過650℃,玻璃狀薄膜可使砂粒在焙燒爐中燒結,惡化砂粒的流動性,從而影響再生處理的效果。實際上,生産中所用的熱法再生設備,多數都難以準确地控制溫度。
由于樹脂的堿性很強,廢棄砂的排放也必須審慎處理。
六、邦尼-Ⅰ型(BN-Ⅰ)樹脂
邦尼-Ⅰ型樹脂,是以滿足環保與清潔生産的要求為目标,在甲階酚醛樹脂和堿性酚醛樹脂的基礎上研制而成的,是一種新型的甲階酚醛樹脂。
1、邦尼-Ⅰ型樹脂的研發
北京邦尼公司成立于2005年,工作的目标非常明确,就是要遵循可持續發展的方針,研究、開發環保型改性酚醛樹脂。
在原材料的選用方面,首先是立足于可再生資源,其次是從源頭上抑制有害物料進入産業鍊。
制造樹脂所用的醛,不用性質活潑、毒性很強的甲醛。選用自農産品下腳料提取的性質比較穩定、分子量高的醛類。
制造樹脂所用的酚,不用自石油中提取的、毒性很強的苯酚,選用自植物中提取的酚。其分子結構中,有活潑的酚羟基,因而具有酚類的性質;也有高分子的烯屬碳鍊,因而同時又具有脂肪族化合物的柔性。
酚和醛在特定的條件下發生加成反應、縮聚反應,同時再加入多種材料,進行改性處理。
經過了兩年左右的試驗、研究,邦尼-Ⅰ型樹脂已經基本定型。樹脂中不含遊離甲醛和遊離酚。就其分子結構而言,應該是一種“改性甲階酚醛樹脂”(Modified Resole Phenolic Resin)。
2、邦尼-Ⅰ型樹脂的主要特性
經實際生産考核後,确認用邦尼-Ⅰ型樹脂配制的自硬砂有以下特性:
(1)具有甲階酚醛樹脂砂的特點,受熱後有二次硬化作用,起模時型砂的強度不太高,具有一定的韌性,加以樹脂中含有高分子的烯屬碳鍊,砂型表面滑潤,因而起模性能優于其他各種自硬砂。
(2)砂型、芯子的表面柔韌,穩定性好,上塗料時,不出現浮砂。
(3)由于二次硬化的作用,高溫下鑄型的剛度較好,制造厚截面球墨鑄鐵件時,産生收縮缺陷的傾向減輕。
(4)澆注後的落砂性能很好,與呋喃樹脂自硬砂基本相當。
(5)舊砂再生回用的性能好,再生率可達95%左右。無錫鑄造廠用國産的摩擦再生設備,再生砂的灼燒減量可控制在1.5%以下。用95%再生砂、5%新砂,加樹脂1.2%、硬化劑0.3%配制的型砂,終抗拉強度在1.0MPa以上。
(6)由于樹脂中不含甲醛和苯酚,在采用專用酸性硬化劑的條件下,澆注過程中産生的煙和氣味遠低于其他樹脂自硬砂。
3、邦尼樹脂今後的發展
邦尼-Ⅰ型樹脂目前已經成功地用于鑄造各種鑄鋼件,較大的鑄件都是船用件,有鑄件重60噸的尾座,和鑄件重60噸的挂舵壁。就目前應用情況看來,澆注後,落砂、清理都非常方便,鑄件的表面質量都很好。
最近,位于江蘇宜興的天乾重工公司,用邦尼-Ⅰ型樹脂配制的自硬砂制造了毛重170噸的船用挂舵壁鑄件,澆注用鋼液270噸。鑄件的表面質量很好。這可能是我國用樹脂自硬砂制造的最大的鑄鋼件。
在制造鑄鐵件方面,邦尼-Ⅰ型樹脂也已在實際生産中應用。特别值得提及的是:對于質量要求高的球墨鑄鐵件,采用呋喃樹脂自硬砂制造時,由于磺酸硬化劑中硫的作用,鑄件的表面層會有石墨球畸變的問題;采用邦尼-Ⅰ型樹脂和相應的硬化劑,這一問題已經基本上得到解決,可以滿足客戶的質量要求,而且邦尼公司非常重視樹脂在這方面的應用,已經安排進一步的試驗、研究工作,今後可望有更好的效果。
鑄造行業是為各行各業提供鑄件的行業,是一個龐大而複雜的行業,要面對多種不同的鑄造合金,鑄件的重量可以從幾克到幾百噸,各種鑄件的質量要求也是千差萬别,為了更好地滿足不同生産廠家的需求,使客戶在多方面都得到切實的效益,邦尼公司應該在邦尼-Ⅰ型樹脂的基礎上,逐步開發多種符合環保要求又各具特色的樹脂,使邦尼樹脂系列化。
但是,邦尼樹脂畢竟是一項新事物,不可能一問世就能面面俱到,今後的持續發展,關鍵在于不斷從生産實踐中發現問題,逐步深化對它的認識,從而使其不斷優化。
這樣一種我國自主創新的、适應可持續發展要求的樹脂,我相信一定會得到我國鑄造行業同仁的關懷和愛護,而最好的關懷、愛護,應該是在用其所長的同時不斷提出改進意見,使其能與我國鑄造行業同步發展。
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