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1、提高樹脂覆膜砂性能的途徑2004年第2期第六屆(2OO3年度)中國機械工程學會鑄造專業(yè)!"福士科''杯優(yōu)秀論文評選圓滿結束囊恙I全國鑄造學會學術委員會主任委員唐玉林教授,副主任委員李榮寒德校長,副主任委員朱世根副校長等出席并主持了終評會議,27位評l委l:l:l/~.{我雜志送評的論文榮獲2篇銀獎.陳瑞撰寫的"電渣熔鑄三峽水電站水輪機導葉",郭景杰等撰寫的"二元合金等軸枝晶生長相場模擬"2篇論文榮獲金獎.我雜志送評的斯卡蘭博士撰寫的"石墨成核生長與球鐵收縮的控制",楊正山教授撰寫的"型砂真空冷卻與混勻新工藝一砂處理技術的創(chuàng)新"以及其他單喜位送評的共10篇論文榮獲銀獎.我雜志送評的李根林
2、等撰寫的"ERP與鑄造生產管理",李平等撰寫的"殼型鑄造技術在高品質凸輪軸上的應用",蔡教戰(zhàn)撰寫的"GM水基流涂涂料在樹脂砂無箱造型線上的應用研究"以及其他單位送評的共34篇論文為提名參評優(yōu)秀論文(詳細內容請見評選公告).提高樹脂覆膜砂性能的途徑李世平唐驥關鍵李玲周靜一(沈陽鑄造研究所ll0022)摘要針對樹脂覆膜砂的強度,固化速度,耐熱性,漬散性以及熱膨脹等幾項主要性能,闡述了對其改進和提高的措施.關鍵詞樹脂覆膜砂強度潰散性WayofImprovingResin—coatedSandPropertiesLiShipingTangjiGuanJianIiIingZhouJingyi(S
3、henyangFoundryResearchInstitute)AbstractThispaperdescribesthemainpropertiesofresin—coatedsandandthemeasurestobetakenforimprovingthem.KeywordsResin——coatedsandStrengthCollapsibility隨著覆膜砂應用范圍的不斷擴大,由于產品種類,鑄件結構和鑄造合金的不同,對覆膜砂電提出廠更高的要求,而普通覆膜砂已無法滿足鑄造生產的需要.本文僅就國內在生產中應用的一些提高裰膜砂性能的有效途徑,介紹如下:l提高覆膜砂的強度目前國內市場
4、上出售的普通覆膜砂.其常溫比抗拉強度為1.0MPa/1樹脂~1.1MPa/l樹脂.例如:樹脂加入量為3.0.其常溫抗拉強度為3.0MPa~3.5MPa,發(fā)氣量大于20ml/g.如果用這種普通覆l造型材料膜砂來生產形狀復雜,壁薄,尺寸精度與表面質量均要求很高的優(yōu)質鑄件,如汽車缸蓋,往往會造成氣孔,變形,尺寸精度不高等缺陷.因而必須開發(fā)高強度,低發(fā)氣的覆膜砂.所謂高強度覆膜砂系指其常溫抗拉強度比普通覆膜砂大3O以上;低發(fā)氣覆膜砂是指在相同常溫抗拉強度和加熱溫度下,覆膜砂發(fā)氣的絕對值要少,而且,其發(fā)氣速度也比普通覆膜砂慢.由于強度高了,樹脂加入量減少了,覆膜砂本身的發(fā)氣量也可明顯減少,用它完
5、全可以生產小型,復雜,精密的多缸發(fā)動機的水冷缸蓋砂芯.目前,提高覆膜砂強度的主要途徑有:1)樹脂改性樹脂的內聚強度對覆膜砂的強度起決定性作用,但是,一般國產酚醛樹脂的內聚強度不高,從而導致覆膜砂的強度也不高.為此,必須對酚醛樹脂進行改性.目前,樹脂改性的辦法有二種:物理改性和化學改性.物理改性主要是調整樹脂的分子量及其分布,因為它能明顯改善酚醛樹脂對硅砂表面的潤濕性及覆蓋能力,達到提高覆膜砂強度的目的.日本特愿平O5—175339的專利提出,采用分子量雙峰分布的酚醛樹脂,可合理調整樹脂的分子量大小及其分布,最大限度提高樹脂熔體的流動性和潤濕性,從而提高覆膜砂的強度.其次是在樹脂中加入少
6、量硅烷偶聯(lián)劑,對于提高樹脂與硅砂表面的附著強度,降低樹脂加入量,也有很大的作用.現(xiàn)今市場上偶聯(lián)劑的種類很多,關鍵在于正確選用偶聯(lián)劑種類及其加入方法.日本專利特開JPO4—55037和JPO6—126378中,都提出使用水解后具有多個活性集團的硅烷,比活性集團少的KH一550硅烷能更有效提高覆膜砂的強度.化學改性也是提高酚醛樹脂內聚強度的重要途徑.一般都以酚類物質作為改性劑.由于它們含有雙鍵,可以發(fā)生聚合,在酚醛樹脂合成反應過程中,它們可以替代部分苯酚,能與甲醛產生反應.在樹脂合成過程中加入這種物質后,可制得高強度的酚醛樹脂.例如用DCPD(聚二環(huán)戊二烯)一酚樹脂(W02000—3598
7、8),雙酚A殘渣等物質,取代部分苯酚,生產熱塑性酚醛樹脂,都是一些具體示例.2)加入增強材料在高聚物中加入一些纖維組織的增強材料,制成增強復合材料.這在工業(yè)上也得到廣泛應用,它能顯著地提高高聚物的抗拉強度與撓曲強度.如日本特開JPlO一53692的專利指出,在覆膜砂的混制過程中,也可加入一些玻璃纖維增強材料,使覆膜砂的強度提高3o以上,效果十分顯著.3)硅砂表面活化硅砂質量也是一個影響覆膜砂強度不可忽視的因素.除了要求硅砂粒形圓整,表面光滑,含