冷芯盒树脂培训

冷芯盒树脂培训手册冷芯盒树脂培训手册一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺1简述简述 冷芯盒工艺是指在常温条件下，吹入气体催化剂在数秒或数十秒内就迅速固化成型的一种制芯、造型工艺。冷芯盒树脂包括三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂、二氧化硫固化环氧丙烯酸树脂、二氧化硫固化呋喃树脂、二氧化碳固化碱性酚醛树脂、甲酸甲酯固化碱性酚醛树脂等等。由于三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂产量远远大于其它树脂，因此俗称的冷芯盒树脂特指三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂。一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.2特点特点 1）型芯常温下在芯盒内实现硬化，模具尺寸稳定，型芯尺寸精度高，形变小，从而可以降低铸件尺寸偏差。2）制芯效率高，型芯硬化速度以秒计算，远高于壳芯和热芯盒制芯工艺。3）模具可以用木材、塑料和金属材料制作，模具制造成本低、周期短，使用寿命长。4）由于常温硬化，与热法制芯相比，节省能耗，改善工人劳动条件。5）型芯溃散性好，铸件清理费用低。一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.3组成组成 冷芯盒树脂包括三个部分：冷芯盒树脂（组分）、冷芯盒树脂（组分）和催化剂（叔胺）。组分（如-318）是一种溶于溶剂中的特种酚醛树脂，为淡黄色至棕色液体。粘度粘度 mPa.s,25 密度密度 g/cm3,252501.051.15一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.3组成组成 组分（如-618）是一种溶于溶剂中的聚异氰酸酯，为褐色液体。粘度粘度 mPa.s,25 密度密度 g/cm3,251001.051.20一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.3组成组成 催化剂（如三乙胺）是一种叔胺类化合物，可选用三乙胺、二甲基乙胺、兴业环保催化剂等。由于国内大量使用三乙胺作催化剂，该冷芯盒树脂俗称三乙胺冷芯盒树脂。名称沸点优缺点三乙胺8789兴业环保催化剂6466固化速度快、价格较贵、气味比TEA较低一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.4工作原理工作原理 冷芯盒工艺的固化原理是酚醛树脂中的酚羟基和聚异氰酸酯中异氰酸根在三乙胺的催化作用下，数秒内反应生成固态的聚氨酯树脂。RROH+OCNRRROCONHR TEA一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.4工作原理工作原理 实际使用时，需要混砂和制芯两个过程：首先是树脂的两种组分通过混砂过程均匀地包覆在砂粒表面，然后将混好的混合料射入芯盒，再吹入三乙胺气体，使均匀包覆在砂粒表面的树脂膜从液态变成固态，在砂粒与砂粒之间建立粘结桥，形成强度。一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.原砂组分组分混砂射芯硬化清洗开模、取芯吹三乙胺吹压缩空气尾气处理上涂料烘干下芯浇注工艺流程图工艺流程图一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.型芯物理性能要求瞬时强度瞬时强度MPa浸水浸水15分钟强度分钟强度MPa24小时强度小时强度MPa发气量发气量ml/g 1.21.22.014.0抗拉强度，大林标准砂，加入量各1%4工作原理工作原理一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.冷芯盒树脂在灰铁、球铁、铜、铝、镁及钢铸件上都有极好的使用。5使用范围使用范围 在汽车、拖拉机、内燃机的缸体、缸盖、水套、排气管、曲轴等等产品上得到了极为广泛的发展和应用，近年来，在刹车片、铸管、机床、水泵、电机壳等等行业也有大量应用。一、一、什么是冷芯盒工艺什么是冷芯盒工艺.缸体、缸盖、水套 一汽、二汽、潍柴、一拖、玉柴、上柴、锡柴等5使用范围使用范围使用用户举例铸管 新兴铸管、黄石铸管、圣戈班铸管等刹车片 龙口海盟、山东常林、山东隆基等二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.1原砂要求原砂要求a）SiO2含量：铸钢95%、铸铁90%、有色85%。b）粒度分布：原砂的粒度要适中，原则上既要保证砂芯有足够的强度和致密性，还要保证砂芯要有足够的耐火性和一定的透气性。通常会选择40/70、50/100或70/140三筛制筛号的原砂，推荐使用四筛制的原砂，如：40/100、50/140。粒度细，铸件表面光洁度高，但加入的树脂需要更多，射砂较困难，需要较多的催化剂，而且砂芯的透气性会下降。推荐：三筛集中率：推荐：三筛集中率：80-85%80-85%，四筛集中率：，四筛集中率：85-95%85-95%。c）对于原砂的粒形尽量选择角形系数1.3的近似圆形的砂。圆形对抗拉强度有利，多角形对减少脉纹有利。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.1原砂要求原砂要求d）酸耗值：5以下最好。吸酸值非常重要，冷芯盒树脂在碱性情况下会提早反应硬化。酸耗值高则混和料存放期会缩短。e）p值：接近中性最好（p7）。因为高碱性将缩短混合料存放期。f）含泥量：要求0.3%，建议选用擦洗砂。g）含水量：原砂必须烘干，水分要求0.2%；水分0.20%以上时，会大大降低砂芯质量，因为水分与组分会起化学反应，降低砂芯强度，减低砂的流动性。）灼烧减量：要求0.5%；二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.1原砂要求原砂要求）原砂温度：砂温要求在1040之间，理想温度为2030，但在冬季最好将砂温控制在3035为佳。砂温越高，其化学反应越快，因而混合料的存放期就会缩短。砂温度低于10，组分会太粘而混不均匀，混合料流性会变差，砂芯射不实。6503952451551005520020040060080010152025303540粘粘度度温度温度组分组分粘度粘度随温度变化趋势随温度变化趋势二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.由于组分粘度受温度影响非常大，所以组分低于10时，树脂应加热（可用铁桶包裹加热带加热、水浴加热、管道裹电热丝加热）。温度也影响砂芯的反应速度，从表观上看，瞬时强度（取模强度）的大小与温度密切相关，混和料温度每升高（或降低）10，反应速度要加快（或减慢2-4倍），混和料温度低时，为了达到取模强度，只能增加三乙胺用量，或延长吹气时间，大大降低了生产效率，在冬天尤其要注意温度的影响。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2树脂和催化剂树脂和催化剂a）树脂加入量：0.8-2.0%在铸铁件上通常加入量为1.7%左右，但砂芯的复杂程度、砂的质量等因素，树脂加入量在1.0-2.0%之间，薄壁型芯（如发动机挺杆室、水套型芯）在1.5-2.0%之间，厚大型芯（如气缸盖底座型芯、上盖型芯、机体主轴箱型芯）在1.2-1.8%之间。砂的质量较差时，加入量也有超过2.0%的。在铸铝件上通常用量为1.0-1.5%之间，这样可提高砂芯溃散性，对落砂有利。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2树脂和催化剂树脂和催化剂树脂加入量在0.5-2.0%时，与砂芯抗拉强度成正比。在保证砂芯强度满足工艺要求的前提下，树脂加入量减少，会降低发气量，减少铸件出现气孔的几率，同时砂芯不易粘在芯盒上。a）树脂加入量：0.8-2.0%二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2典型强度数据（树脂加入量各典型强度数据（树脂加入量各0.7%，温度：，温度：18-19，湿度：，湿度：78-80%78-80%）1.141.291.371.441.271.231.431.6500.20.40.60.811.21.41.61.8瞬时4h6h8h10h24h48h72h抗拉强度（抗拉强度（MPa）冷芯盒树脂强度与时间的关系冷芯盒树脂强度与时间的关系二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2典型强度数据（树脂加入量各典型强度数据（树脂加入量各0.7%，温度：，温度：18-19，湿度：，湿度：78-80%78-80%）12.81211.811.511.411.911.511.11010.51111.51212.513瞬时4h6h8h10h24h48h72h发气量（发气量（mL/g）冷芯盒树脂发气量与时间的关系冷芯盒树脂发气量与时间的关系二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2典型强度数据（树脂加入量各典型强度数据（树脂加入量各0.65%，温度：，温度：20-22，湿度：，湿度：37-16%37-16%）1.331.491.721.711.711.7900.20.40.60.811.21.41.61.82瞬时5min30min1h2h24h抗拉强度（抗拉强度（MPa）冷芯盒树脂强度与时间的关系冷芯盒树脂强度与时间的关系二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2树脂和催化剂树脂和催化剂 在正常情况下组分和组分比例为50：50，但有时为增强某种性能可调节组分和组分的比例。b）组分和组分的比例比例比例优缺点优缺点55:45增加脱模时的强度，发气量低。50:50正常性质45:55降低脱模时的强度，增加脱模时的弹性，发气量高。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.2树脂和催化剂树脂和催化剂 通常情况下硬化1000公斤砂需要约0.4-1.0公斤三乙胺。即树脂加入量为1.7%时，需要树脂的3-6%。具体来说，大块砂芯：每1000公斤砂用0.45-0.90公斤左右三乙胺，复杂砂芯：每1000公斤砂用0.80-1.0公斤左右三乙胺。但实际情况三乙胺用量会受到砂芯大小、芯盒透气性、芯盒密封情况、操作习惯等条件的不同而有所差异。c）三乙胺用量 硬化速率：大块砂芯，高于4.5公斤/秒，复杂砂芯，高于1.4公斤/秒。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.3添加剂添加剂 通常是不需要在芯砂中加添加剂的，只有当铸件产生缺陷时，如有气孔、脉纹或粘砂等，需要在芯砂中加入适量的添加剂。常规添加剂有氧化铁红，氧化铁黑和“脉克星”等。氧化铁红加入量占砂的0.25-3.00%，对减少脉纹、粘砂、气孔、光亮碳有利，但有些氧化铁红可以减少内浇口的冲损，但纯度应大于82%。氧化铁黑加入量占砂的0.25-3.00%，对减少脉纹、粘砂、气孔、光亮碳有利，但并不需要多加树脂弥补因过多细粉需损失的强度。脉克星加入量占砂的5-10%，在该范围内砂芯强度不降低。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.4混砂工艺混砂工艺 原砂+添加剂混匀，再加组分树脂、组分树脂混3060秒出砂。一般的芯砂混砂机均适用于冷芯砂的混制，不过以选择间歇式快速搅拌混砂机为更佳。若用连续式混砂机，必须经常对原砂、组分树脂、组分树脂的定时流量进行核对，保证定量准确。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.5制芯操作制芯操作 制芯操作前，应先检查芯盒内是否清洁干净，排气塞是否畅通，压缩空气是否干燥，射砂板、吹胺板与上芯盒之间及上下芯盒本身是否密封，密封圈是否老化，尾气系统是否正常等。射砂压力射砂压力0.20.5MPa射砂时间射砂时间15秒吹胺及净化压力吹胺及净化压力0.20.3Mpa吹胺压力上升时间吹胺压力上升时间510秒吹胺时间吹胺时间210秒净化时间净化时间1060秒压缩空气露点压缩空气露点-20-45以上参数是一种典型的设定，具体设定时应根据现场条件调整。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.6砂芯上涂料砂芯上涂料 由于冷芯盒树脂生产的铸件表面质量较好，有些铸件的砂芯可不用上涂料，砂芯若需上涂料，可参考如下要求进行操作：）上水基涂料，应选择低湿润型涂料，砂芯制出后，清理掉表面及分型面上的余砂之后即可涂敷，各种上涂方式均可，涂后要立刻烘干，烘干温度：150180，烘干时间：4060分钟。烘箱中应保证有大量空气流通。）上醇基涂料，砂芯制成并清理干净后，一般要过13小时之后才可涂敷，涂毕，点燃干燥，也可表面烘烤。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.浸涂水基和醇基涂料后强度数据浸涂水基和醇基涂料后强度数据24h强度强度a24h强度强度b24h强度强度c24h强度强度d2.232.21.612.03a:未上涂料b:制芯30分钟后上水基涂料，烘干温度180，烘30分钟，室温放置。c:制芯30分钟后上醇基涂料，点火后室温放置。d:制芯4小时后上醇基涂料，点火后室温放置。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.7砂芯存放砂芯存放 砂芯制好后通常要放置4小时以上才可进行浇铸，这不仅有利于强度的提升，而且便于砂芯中残余胺及溶剂油的挥发,减少气孔的发生。芯砂摆放要自然平稳，必要时配备专用的砂芯支撑架，以保砂芯不变形。如砂芯需要存放更长时间，存放地一定要干燥通风，对于配置专用芯库的厂家，室内温度要求15，湿度要求55%，并且保持室内对外通风。砂芯存放超过两天以上，使用前最好预热，预热温度120150，预热时间30分钟。二、二、制芯材料选择和制芯条件设定制芯材料选择和制芯条件设定.8尾气处理尾气处理 三乙胺具有强烈的氨臭味，有刺激性，易燃，易挥发。空气中过量的三乙胺会对人产生肺刺激症状。目前，三乙胺尾气是通过酸洗塔处理，碱性的三乙胺与酸发生中和反应，溶于酸液中，达到净化作用。常用的酸是磷酸、稀硫酸。平时通过检测酸液p值，当p值高于规定值（4.5）时，更换废液，再加入新的酸液，如果时间上不允许，可加一些浓酸暂延一下使用时间。三、三、其他事项其他事项.1、在操作和使用冷芯盒树脂时，应特别小心，避免树脂直接接触皮肤和眼睛，工作场地保持足够的通风。2、制芯现场应远离明火。操作人员要带个人安全防护用具。3、组分树脂对于湿度特别敏感，使用过程中注意密封盒干燥。4、清理工作现场时不可喷水操作。谢谢大家！