三乙胺冷芯盒制芯工藝及常見(jiàn)問(wèn)題和解決方案

賈連磊，趙國(guó)順，王洪磊，李克先

（濟(jì)柴聊城機(jī)械有限公司鑄造分廠，山東聊城 252000）

公司于2006年購(gòu)進(jìn)一臺(tái)國(guó)產(chǎn)的100 L冷芯盒射芯機(jī)，主要用于生產(chǎn)柴油機(jī)缸體芯。由于初期設(shè)備和模具均存在一些問(wèn)題，在試生產(chǎn)階段砂芯成品率極低。隨后我們結(jié)合設(shè)備廠家和模具廠家對(duì)設(shè)備和模具進(jìn)行了修整和改造，大大提高了砂芯成品率（達(dá)95%）和外觀質(zhì)量。以下為總結(jié)的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，與大家分享。

1 原材料選擇

1.1 原砂要求

擦洗砂（袋裝或烘干型）

a）Si O2含量≥90%；

b）粒度 40/70目；

c）含泥量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：要求≤0.3%；

d）含水量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：要求≤0.3%；

e）微粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)：要求≤0.5%；

f）原砂溫度：砂溫要求在0℃～40℃之間，理想溫度為20℃～30℃，但在冬季最好將砂溫控制在30℃～35℃為佳。

1.2 樹(shù)脂與催化劑

樹(shù)脂采用冷芯盒樹(shù)脂（組分Ⅰ和組分Ⅱ），催化劑選用三乙胺。

2 混砂

2.1 工藝配方

原砂：100 kg；

組分Ⅰ樹(shù)脂：0.7 kg～1.0 kg（占砂重）；

組分Ⅱ活化劑：0.7 kg～1.0 kg（占砂重）。

通常情況下，組分Ⅰ與組分Ⅱ的比例為50∶50，也可根據(jù)特殊需要采用55∶45或60∶40的比例。具體的加入量要根據(jù)砂芯所需的強(qiáng)度和原砂的狀況來(lái)選擇。

2.2 混砂工藝

原砂+添加劑混勻，再加樹(shù)脂混30 s～60 s出砂。混砂時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致混砂不均勻，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致芯砂強(qiáng)度降低。

3 制芯

3.1 制芯準(zhǔn)備

制芯操作前，應(yīng)先檢查芯盒內(nèi)是否清潔干凈；是否噴刷上脫模劑；排氣塞是否暢通、有無(wú)破損；壓縮空氣是否干燥；射砂板、上頂芯板（吹胺板）與上芯盒之間及上下芯盒本身是否密封；密封圈是否老化；射嘴密封圈有無(wú)缺損；尾氣處理系統(tǒng)是否正常等。

同時(shí)將三乙胺發(fā)生器預(yù)熱到90℃～110℃（三乙胺氣化點(diǎn)為87℃～89℃），然后再開(kāi)始混砂及制芯。

3.2 制芯參數(shù)選擇

射砂壓力：0.35 MPa～0.5 MPa；

吹胺及凈化壓力：0.2 MPa～0.3 MPa；

吹胺壓力上升時(shí)間：5 s～10 s；

吹胺時(shí)間：2 s～10 s；

凈化時(shí)間：10 s～60 s.

以上參數(shù)僅供參考，具體參數(shù)需要在實(shí)踐中根據(jù)砂芯的重量來(lái)確定。

對(duì)于難于充型的砂芯可適當(dāng)提高射砂壓力。對(duì)于容易充型的砂芯降低了射砂壓力就會(huì)減小模具的磨損程度，延長(zhǎng)模具的使用時(shí)間。

建議適當(dāng)加大點(diǎn)氨量延長(zhǎng)吹氣固化時(shí)間，因砂芯的局部不硬化將導(dǎo)致整個(gè)砂芯報(bào)廢。

4 常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案見(jiàn)表1.

5 對(duì)制芯成品率產(chǎn)生的影響

5.1 壓縮空氣是否干燥

無(wú)論是射砂、吹胺、吹清都需要壓縮空氣為載體。如果壓縮空氣中含水分過(guò)多會(huì)對(duì)砂型的成型、固化、強(qiáng)度產(chǎn)生影響。一般空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣要經(jīng)過(guò)冷干機(jī)進(jìn)行處理。常溫下壓縮空氣的漏點(diǎn)應(yīng)按砂芯的種類、復(fù)雜程度來(lái)選擇，薄壁高強(qiáng)度復(fù)雜型芯露點(diǎn)應(yīng)盡量低，一般應(yīng)≤-40℃，簡(jiǎn)單厚大型芯露點(diǎn)可以高一些，一般應(yīng)≤-15℃.

5.2 排氣塞的位置設(shè)置是否合理[2]

一般情況下設(shè)置排氣裝置的位置：

a）砂芯按水平分型放置時(shí)，處于較高位置的型腔位置；

b）芯盒深腔處；

c）芯盒內(nèi)腔輪廓的邊角處；

d）砂芯交匯處和拐彎處。

另外頂桿和頂桿孔的間隙也是排氣的主要部分。頂桿與頂桿孔間隙（單邊）選0.10mm～0.15 mm，排氣塞縫隙尺寸要比砂粒直徑小，一般不要超過(guò)0.3 mm，以防止芯砂進(jìn)入塞縫造成堵塞。連續(xù)制芯過(guò)程中還要對(duì)堵塞的排氣塞進(jìn)行及時(shí)清理以免造成局部砂芯缺陷。

表1 常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

排氣塞的布置總體遵循的原則是在型腔中建立足夠的背壓使催化劑分布均勻或者說(shuō)使反應(yīng)均勻平衡，一般情況下總排氣面積為總進(jìn)氣面積的70%。實(shí)際生產(chǎn)中還與型芯的尺寸、形狀、透氣性以及樹(shù)脂加入量有關(guān)，實(shí)際生產(chǎn)中需對(duì)排氣塞的位置進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化催化劑的用量和縮短循環(huán)時(shí)間[3]。

6 結(jié)束語(yǔ)

三乙胺冷芯盒工藝在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到普遍推廣，隨著設(shè)備性能的進(jìn)一步提高、工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，

定能極大提高生產(chǎn)效率并獲得品質(zhì)優(yōu)良的鑄件。

［1］瞿芝碧，吉祖明.三乙胺冷芯盒工藝優(yōu)化控制概略［J］.鑄造工藝,2007（1）:11-15.

［2］陶美娟，施良才.冷芯盒的排氣與密封設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代鑄鐵,2009（5）:94-95.

［1］曹文龍。鑄造工藝學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989，177-179.