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    三乙胺冷芯樹脂砂使用過程中的質量問題對策---泉州中正機械

    * 來源: * 作者: admin * 發表時間: 2020-07-17 10:15:07 * 瀏覽: 0

    三乙胺冷芯樹脂砂使用過程中的質量問題對策---泉州中正機械

    原砂對冷芯樹脂砂質量的影響---泉州中正機械

    三乙胺冷芯工藝所用原砂范圍較寬,可以是石英砂,也可以是鉻礦砂、陶瓷砂等一系列特種砂,由于該工藝受化學反應和物理條件的限制,對原砂粒度、粒形、含水量、含泥量、灼燒減量及需酸值等方面均有自己的特殊要求。它不僅決定了冷芯樹脂砂的工藝性能,而且直接關系到鑄件質量的優劣,具體如下:

    (1)冷芯樹脂中的異氰酸根(-NCO)能與水分發生水解反應,如原砂水分過高,不僅會降低砂芯強度和可使用時間,還會使鑄件產生氣孔、皺皮等缺陷。同時,水分還與溫度有著密切關系,在高溫、高濕環境中,水分對強度的破壞程度將成倍增加,幾乎呈線性關系,因此,需要對原砂水分進行嚴格控制,越低越好。

    (2)原砂需酸值高說明堿性雜質過多,會加快反應速率,弱化芯砂強度,降低流動性,縮短可使用時間,資料表明需酸值盡可能低,控制在0~10 mL。

    (3)原砂粒度和粒形均會影響冷芯樹脂砂的流動性和透氣性,適宜的粒度和圓球形砂粒能夠促使芯砂流動性突出,砂芯致密度高和透氣性好,能夠減少鑄件內腔斷芯、燒結和氣孔等缺陷。

    (4)原砂含泥量的控制非常重要,芯砂的抗拉強度隨含泥量的增加而降低,且呈一種幾乎直線下降的關系,含泥量高,會降低砂芯強度,增大樹脂用量,導致砂芯發氣量增高、成本增加。

    (5)原砂灼燒減量偏高,不僅能使芯砂發氣量加大,還會降低砂芯的強度和耐火度,使鑄件內腔產生的燒結、粘砂及氣孔等缺陷傾向增加。

    溫度對混碾效果的影響---泉州中正機械

    原砂溫度和樹脂溫度,二者對三乙胺冷芯樹脂砂性能有很大的影響。三乙胺冷芯工藝理想溫度應控制在15~25 ℃,由于受生產條件的限制及突發性事故的影響,很難保證砂溫完全控制在這一理想范圍之內。砂溫和樹脂溫度過低時,樹脂的混砂粘度會增大,不易包覆在砂粒表面,樹脂的交聯反應能力也會因溫度過低而變弱,導致強度低,廢芯率高,此時應調整混碾工藝,增加混碾時間和加入量;溫度過高時,樹脂的混砂粘度會顯著減小,極易包覆在砂粒表面,樹脂的交聯反應能力也會因溫度較高而增強,造成砂芯強度高,砂芯脫盒困難,影響生產效率,惡化環境,這種情況下也應調整混碾工藝,適當降低樹脂加入量或減少混碾時間,但一定要保證砂芯的終強度和混碾的均勻性。在滿足工藝要求的條件下,還應縮短芯砂可使用時間。

    砂溫和樹脂溫度過低或過高這2種現象,均影響砂芯質量和生產效率,應根據砂芯形狀和質量及時調整,掌握好樹脂加入量與混碾時間,以及二者之間的適宜性。

    當砂溫和樹脂溫度過高,需減少樹脂加入量或混碾時間時,會造成砂芯終強度偏低或混碾不均,鑄件易形成斷芯廢品,此時應盡量調整生產方式和加強設備改進,以保證二者的溫度,滿足工藝要求。

    樹脂對芯砂抗拉強度的影響---泉州中正機械

    樹脂同原砂一樣,是決定三乙胺冷芯砂性能好壞的關鍵性材料,根據國標方法檢測異氰酸酯中的異氰酸根(-NCO)含量,國內三乙胺法冷芯盒樹脂技術指標一般要求異氰酸根質量分數在23%~26%。筆者公司使用蘇州興業材料股份公司的產品,組分Ⅰ酚醛樹脂的型號是XIL-318M;組分Ⅱ聚異氰酸脂的型號是XIL-618M,異氰酸根平均質量在24%左右,滿足冷芯樹脂要求。但樹脂的加入量在國內外尚無統一的技術標準,為此,筆者公司應用現有技術條件,試驗性研究了樹脂對芯砂強度的影響。

    典型鑄件缺陷分析及對策---泉州中正機械

    三乙胺冷芯樹脂砂由于自身的工藝特點,砂芯強度與其它類型樹脂砂芯相比偏低,鑄件易產生斷芯、燒結及脈紋等鑄造缺陷,尤其是復雜的薄壁缸體水套芯和油道芯更為突出。筆者公司生產的一系列缸體毛坯均屬于典型的薄壁鑄件,水套的主要壁厚為3.5 mm左右,在先后開發和生產過程中遇到一系列有關樹脂砂方面的質量問題,現列舉3個典型案例加以分析。

    EA113缸體水套斷芯缺陷分析及對策---泉州中正機械

    2007年5月,EA113缸體水套突然出現批量斷芯缺陷(見圖1),風動銑刀及其它清理工具對其無用,嚴重影響了發動機缸體內腔冷卻水循環,必須做報廢處理,僅此單項廢品率有時高達10%,且一直居高不下,嚴重影響了經濟效益和質量信譽。

    圖1

    對每道工序認真排查后,發現原砂(石英砂)需酸值過高。一方面說明了原砂中長石、云母、鐵的氧化物等雜質過多,擦洗不凈,影響芯砂強度及流動性;另一方面也表明了原砂中堿性物質過多,從而弱化冷芯盒樹脂中的組分Ⅱ聚異氫酸脂,使其不能和組分Ⅰ酚醛樹脂充分反應,生成氨基甲酸脂樹脂徹底固化砂粒,并且催化兩組分反應,影響芯砂流動性,縮短芯砂可使用時間。上述兩方面都能削弱水套砂芯強度,導致產生斷芯缺陷。

    EA111缸體水套脈紋缺陷分析及對策---泉州中正機械

    EA111缸體屬于典型薄壁鑄件,為保證鑄件成型,采用1 450 ℃高溫澆注,造成水套內腔嚴重的脈紋缺陷(見圖2),嚴重影響鑄件的清理節拍與內腔質量。


    圖2

    筆者公司從硅砂高溫晶變膨脹方面考慮,采用低膨脹率或無高溫膨脹的特種砂替代硅砂(如鉻鐵礦砂、陶瓷砂和高溫焙燒砂),減少了由熔融金屬熱引起的砂粒膨脹,有效地抑制水套砂芯龜裂現象。

    EA888缸體油道氣孔缺陷---泉州中正機械

    EA888缸體自投產以來,上箱油道內腔產生氣孔的幾率一直居高不下,穿透性氣孔(見圖3)占氣孔廢品的70 %左右。筆者公司懷疑可能是因芯砂發氣量高造成的。

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