碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺

摘要

本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其是涉及一种碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺，解决了碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂造型工艺中，因各自缺点引发的高成本、低质量、不利于环保等问题，根据碱性酚醛树脂砂与酯硬化水玻璃砂二者化学固化反映机理不同，调整碱性酚醛树脂砂配方和酯硬化水玻璃背砂工艺，使碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂牢固粘合，达到揉合二者型砂的优点，摒弃其缺点的目的，综合成本低、环保、具有较好经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及铸造工艺技术领域，尤其是涉及一种碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺。

背景技术

碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂造型工艺，是目前铸造工业用来生产铸钢件的常用造型生产工艺，而碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂各自优缺点。

碱性酚醛树脂砂优点是：生产的铸钢件尺寸精度高，表面光洁，浇注过程中发气量少，铸钢件气孔倾向小，型芯砂溃散性能特别好，极大地减轻了工人清砂的劳动强度。

酯硬化水玻璃砂优点是：由于采用的型砂粘结剂为无机的水玻璃，在浇注过程中型（芯）砂不会燃烧释放出有毒有害气体，是铸造生产中最环保最绿色的造型工艺。水玻璃价格相对低廉，因此酯硬化水玻璃砂是铸钢型砂中成本较低的造型材料，旧砂再生率可达到95％以上，废砂排放少，有利于环保。

碱性酚醛树脂砂的缺点是：由于固化剂加入量要大，因此成本高，而该型砂旧砂的回用率仅80％，旧砂排放量大，不利于环保，成本在所有铸钢型砂中是较高的。

酯硬化水玻璃砂的缺点有：酯硬化水玻璃砂中的粘结剂水玻璃由于是弱碱性物质，具有吸潮的特点，因此在雨天或空气湿度高时，有吸水回潮的倾向，增加了铸钢件出现气孔的概率；表面质量相比树脂砂略差，并且比较容易出现麻点现象；型砂浇注后残留物强度高于树脂砂，清砂较树脂砂困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂造型工艺中，因各自缺点引发的高成本、低质量、不利于环保等问题，提供一种新型的铸钢件碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺技术，根据碱性酚醛树脂砂与酯硬化水玻璃砂二者化学固化反映机理不同，从调节二者型砂的配方和造型操作方法入手，使碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂牢固粘合，达到揉合二者型砂的优点，摒弃其缺点的目的，它综合成本低、环保、且有较好经济效益。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺，其特征在于以下步骤：

（一）.调整碱性酚醛树脂砂配方，减缓树脂砂硬化速度，使碱性酚醛树脂面砂与酯硬化水玻璃砂硬化时间相接近，配比为原砂:树脂:固化剂=100:（1～2）:（0.5～1.2）；

（二）.酯硬化水玻璃背砂工艺，选用波美度51、模数1.85的水玻璃，配比为再生旧砂:水玻璃:酯=100:（2.5～3.3）:（0.2～0.35）进行混砂；

（三）.复合造型工艺操作：

（1）按造型工艺准备好模型、砂箱、浇口、冒口、冷铁、定位销等器具；

（2）放出碱性酚醛树脂砂，直接覆盖模型，边放砂边用工具椿紧，覆砂层的厚度不小于30mm；

（3）在碱性酚醛树脂砂面砂开始覆盖模型时，放出酯硬化水玻璃背砂，从已覆盖碱酚醛树脂面砂处的地方放砂，根据碱性酚醛树脂砂面砂放砂线路放置背砂，直至放满砂箱为止，放砂的过程中放置吊砂钩时，吊砂钩要插进面砂层；

（3）砂箱放稳刮平整后，用钢针每间隔100～400mm扦排气孔，型砂放置硬化1小时后，将CO₂气体沿排气孔吹入，进一步促使型砂硬化，吹气时间为2～4秒，完成后翻箱取模。

作为优选，所述的调整碱性酚醛树脂砂配方时，先加原砂新砂和固化剂进行搅拌，搅拌成均匀后再上碱性酚醛树脂继续进行搅拌，然后出碾。

作为优选，所述的酯硬化水玻璃背砂工艺中的混砂是先把水玻璃再生旧砂和固化剂酯混合搅拌，至均匀后再加水玻璃进行快速搅拌。

本发明的有效效果是：充分发挥了碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂二者型砂的优点而避免了它们的缺点，生产出的铸钢件外表质量光洁，内在质量优异，清砂方便，旧砂回收利用率高，作业现场干净无刺激性气体排放，成本低廉，利于环保。

因此本发明是一种可操作性、实用性强的碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施一种碱性酚醛树脂面砂和酯硬化水玻璃背砂复合造型工艺按以下步骤操作：

首先，调整碱性酚醛树脂砂配方，配比为原砂:树脂:固化剂=100:1:1，减缓树脂砂硬化速度，以使碱性酚醛树脂面砂与酯硬化水玻璃砂硬化时间相接近。选用碱性酚醛树脂JF-103，固化剂选用HQG20。

混砂工艺是：原砂新砂+固化剂进行高速搅拌，搅拌成均匀后再上碱性酚醛树脂继续进行高速搅拌，然后出碾。

第二步，选用波美度51、模数1.85的水玻璃，固化剂901型，配比：再生旧砂:水玻璃:酯=100:3:0.30进行混砂；混砂工艺是把水玻璃再生旧砂和固化剂酯混合快速搅拌，至均匀后再加水玻璃进行快速搅拌。

第三步进行复合造型工艺操作：

操作前检测碱性酚醛树脂面砂的配比是否正确，酯硬化水玻璃背砂配比是否符合要求。

按造型工艺要求准备好模型、砂箱、浇口、冒口、冷铁、定位销。

先从碱酚醛树脂面砂自动混砂机上放出碱性酚醛树脂砂，去除头5秒钟混砂机放出的头砂不用，再放碱性酚醛树脂砂直接覆盖模型，边放砂边用工具椿紧，覆砂层的厚度以不小于30mm为宜。

在碱酚醛树脂面砂开始覆盖模型的同时，从另一台自动混砂机上放出酯硬化水玻璃背砂，同样去除头5秒钟放出的头砂不用，再从已覆盖碱酚醛树脂面砂处的地方放砂，按碱酚醛树脂面砂放砂线路放置背砂，直至放满砂箱为止。放砂的过程中放置吊砂钩时，注意吊砂钩要插进碱酚醛树脂面砂层。

砂箱放稳刮平整后，用钢针每间隔260mm扦排气孔，在型砂放置硬化1小时后，将CO₂气体用气管沿排气孔吹入，以进一步促使型砂硬化，吹气时间为2秒，完成后即可翻箱取模，结束造型过程。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构均属于本发明的保护范围。