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铸钢碱性酚醛树脂砂工艺性能研究及其工部设计

姜宗营

   铸钢件以其设计灵活、适应性强、重量跨度大以及良好的综合力学性能,几乎应用于所有的工业部门。它的造型工艺也是随着科学技术的进步在发展,本文主要介绍铸钢酯硬化碱性酚醛树脂砂工艺性能的研究,以及基于该工艺的某铸钢车间造型、制芯及砂处理工部的车间设计内容。 通过对不同树脂及固化剂加入量的碱性酚醛树脂砂常温抗拉强度的测定,得出碱性酚醛树脂砂的抗拉强度随着树脂加入量的增多而变大。树脂加入量2.5%,固化剂加入量40%(相对于树脂,以下同此)时得到最大终强度为1.08MPa,但是在满足工艺要求的前提下,选择低的原材料消耗,节省成本的同时也减少了由于粘结剂过多而可能产生的缺陷。所以以树脂加入量2.0%,固化剂加入量30%为强度的最佳配方,8h抗拉强度0.91MPa,24h抗拉强度0.84MPa。 由不同固化剂及其加入量对应的可使用时间和脱模时间的变化曲线,我们得到改变固化剂的类型及加入量,碱性酚醛树脂砂的可使用时间可在5min~90min调节,脱模时间可在12min~210min内调节。固化剂的类型是影响可使用时间和脱模时间长短的主要因素,而加入量影响较小 选取树脂加入量2.0%,固化剂加入量30%的碱性酚醛树脂与呋喃树脂做发气量的对比,可以得到相近抗拉强度碱性酚醛树脂的发气量要比呋喃树脂的发气量减少28%,并且酚醛树脂中并不会析出对铸钢件质量有影响的气体,碱性酚醛树脂砂生产铸钢件气孔缺陷倾向要小于呋喃树脂砂。 通过对碱性酚醛树脂砂高温抗压强度的测试,得到树脂2.0%、固化剂30%的酚醛树脂在1200℃保温2min抗压强度为0.2MPa,说明碱性酚醛树脂具有良好的高温性能。该试样在500℃保温30min抗压强度接近0,则说明酚醛树脂具有良好的溃散性。 通过碱性酚醛树脂砂与呋喃树脂砂热变形曲线的对比,得出后者在浇注及凝固的高温环境下基本不具有可塑性,一直膨胀至被破坏,而前者具有良好的可塑性和二次硬化现象,可有效减轻铸钢件的热裂倾向。 最后结合碱性酚醛树脂砂的特点及部分实验结论,完成了某公司新建年产10000t铸钢件铸钢车间的造型、制芯及砂处理工部的车间设计内容。主要包含了车间平面、物流设计以及设备的选型等工作。主要设备包括40t/h移动式混砂机两台,20t/h碱性酚醛树脂砂干法再生系统一套,20t/h铬铁矿砂分选系统一套,制芯线一套以及起重,辅助设备等。……   
[关键词]:碱性酚醛树脂;固化剂;工艺性能;砂型铸造;车间设计
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年