樹脂砂的鑄造設(shè)備及工藝簡析

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的機(jī)械設(shè)備鑄造水平也得到了快速的提升，其中樹脂砂鑄造設(shè)備是近代發(fā)展起來的一種先進(jìn)可靠的鑄造設(shè)備。隨著國內(nèi)市場對機(jī)械鑄件需求增長，國際市場需求也逐漸擴(kuò)大，對機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量要求升級。本文首先介紹了鑄造工藝中樹脂砂的選用，然后對國內(nèi)使用的樹脂砂鑄造設(shè)備進(jìn)行了闡述，進(jìn)而對其操作流程進(jìn)行了詳細(xì)分析，以期對有關(guān)工業(yè)起到幫助作用。

關(guān)鍵詞：樹脂砂;鑄造設(shè)備;操作流程

一、樹脂砂在鑄造中的選擇

1、對樹脂砂的特性進(jìn)行深入了解

機(jī)床鑄件選用樹脂砂時，除了要對各種樹脂的性能、價格和市場供應(yīng)條件有大概的了解，還要分析各種硬化方式的適應(yīng)性，然后才能根據(jù)合金種類、鑄件特征、生產(chǎn)批量和工廠的實(shí)際條件選定適用的樹脂和合理的工藝參數(shù)。

2、原砂的選用需質(zhì)量過關(guān)

要注意原砂的化學(xué)成分和粒度，在采用樹脂砂時，原砂對樹脂砂性能的影響將非常突出。除了需要考慮原砂的化學(xué)成分和粒度外，還必須對其粒度組成、顆粒形狀、表面特征和需酸量等因素的影響有深刻的認(rèn)識，并根據(jù)需要進(jìn)行合適的選取。

二、我國樹脂砂鑄造設(shè)備

1、混砂機(jī)

樹脂砂混砂機(jī)是指：用于鑄造企業(yè)混制樹脂型砂、芯砂的一種可連續(xù)作業(yè)的砂子混合機(jī)器，該機(jī)器是用液態(tài)固化劑和液態(tài)樹脂連續(xù)混制造型或制芯用的樹脂自硬砂混砂機(jī)。

樹脂砂混砂機(jī)可分為：雙臂樹脂砂混砂機(jī)和單臂樹脂砂混砂機(jī)，就目前國內(nèi)使用情況來講，樹脂砂混砂機(jī)一般指的是雙臂樹脂砂混砂機(jī)，如圖所示：

樹脂砂混砂機(jī)特點(diǎn)是可由二級自由回轉(zhuǎn)的攪籠組成，第一級為輸送攪籠，輸送原砂;第二級高速混砂攪籠，高速混砂。液態(tài)樹脂和固化劑均在第二級攪籠噴入，先噴入固化劑，滯后一個時間再噴入樹脂。

2、樹脂砂混砂機(jī)的組成

樹脂砂混砂機(jī)主要由低速輸送攪籠、高速混砂攪籠、底座、砂料斗、液料輸送系統(tǒng)、氣管路系統(tǒng)、電控操作系統(tǒng)及砂定量系統(tǒng)組成，關(guān)鍵部件即為一個可向左右方向全部打開的，便于清理的高速混砂攪籠殼體?；焐皵嚨侗砻婢押赣心湍ゲ牧?、混砂攪刀的排布均有一定的角度，在使用過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變化時應(yīng)該停機(jī)進(jìn)行角度的調(diào)整。由于樹脂砂混砂機(jī)以固化劑做為硬化劑而固化劑是一種弱酸，具有一定的腐蝕性在添加過程中注意做好防護(hù)措施。

樹脂砂混砂機(jī)用于輸送固化劑的計量泵也要求耐強(qiáng)腐蝕，建議選用意大利OBL原裝進(jìn)口機(jī)械隔膜泵，如下圖所示：

三、樹脂砂鑄造的操作流程

1、準(zhǔn)備再生砂

要準(zhǔn)備滿足工藝要求的再生砂。特別要注意控制好進(jìn)入混砂機(jī)時的再生砂的溫度最好在25-35℃。

2、控制砂、樹脂、固化劑的加入量

（1）根據(jù)砂流量調(diào)整樹脂的加入量樹脂加入量一般控制在型砂重量的0.8～1.2%;

（2）根據(jù)混砂機(jī)的設(shè)定要求在正常的生產(chǎn)情況下至少每四天進(jìn)行一次流量測定;

（3）嚴(yán)格按《混砂機(jī)操作規(guī)程》進(jìn)行混砂機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)特別是要及時清理攪籠內(nèi)的葉片和內(nèi)壁。

由于型砂易緊實(shí)，潰散性好易清理等，大幅度降低了工人的勞動強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。工人的工作條件和環(huán)境得到改善，如減輕了噪音、矽塵等。

5、有利于生產(chǎn)周期的縮短，提高生產(chǎn)效率

由于樹脂砂流動性好，易緊實(shí)，從而節(jié)省了大量的搗固緊實(shí)工作量，使造型操作大大簡化;在起模時，由于鑄型強(qiáng)度高，減少了起模后修型工作量;由于不用烘干，節(jié)約了工時和場地;舊砂回收后干法機(jī)械再生，使砂處理為封閉系統(tǒng)，便于機(jī)械化，可以節(jié)約大量舊砂處理，型砂混制、運(yùn)輸?shù)容o助勞動。

五、樹脂砂鑄造控制

1、模具工藝控制

（1）拔模斜度。采用樹脂砂造型時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)加大模具的拔模斜度，能順利的起模，得到質(zhì)量較好的鑄型。

（2）模具表面。樹脂砂鑄件的表面粗糙度受模具表面粗糙度影響很大，所以降低模具表面粗糙度，是生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件的重要措施。

（3）加工余量。硬化后的樹脂砂鑄型有較好的剛度和較高的尺寸精度，且不易變形，所以在選擇工藝參數(shù)時，可以選取較小的機(jī)械加工余量，從而減少金屬溶液的消耗和機(jī)械加工的成本，從而可以提高鑄件的尺寸精度。

2、砂溫的控制

樹脂在固化劑的催化作用下逐漸發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而自行硬化，固化劑的催化作用受溫度的影響較大，溫度升高催化作用加速，溫度下降，催化作用減慢，因而樹脂自硬砂在硬化過程中，硬化反應(yīng)的速率與砂溫有密切的關(guān)系，同時硬化反應(yīng)速率對硬化后鑄型的強(qiáng)度有著重要的影響。因此，為了滿足鑄型強(qiáng)度，在生產(chǎn)過程中需要對砂溫進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3、固化劑控制

固化劑加入量的確定，需要根據(jù)其占樹脂的比例來計算。如果在固化劑加入量一定的情況下，固化劑酸值愈高，樹脂砂硬化速率愈快，反之，愈慢。

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3、檢查、整理模具

（1）熟悉工藝文件和工藝裝備;

（2）檢查模具芯盒是否齊全清除模具芯盒表面存在的多余殘留堆積物;

（3）檢查模具芯盒是否存在缺角、變形尺寸是否符合圖紙要求;

（4）所有模具芯盒均刷好脫模劑后使用。

4、加砂與舂實(shí)

（1）冷鐵、活塊、澆冒口模樣以及泥芯的出氣必須根據(jù)工藝要求正確擺放;

（2）啟動除塵器后開動混砂機(jī)單攪籠混砂機(jī)應(yīng)注意先去掉頭砂后再進(jìn)行放砂操作;

（3）中小件可以從模樣上放砂，放砂時應(yīng)注意防止冷鐵和活塊的移動，并注意拐角、凹槽部位用木棒搗實(shí);

（4）由于樹脂砂的流動性非常好，舂實(shí)只要求速度快，但不必過分用力;

（5）待砂放滿后刮平砂箱和芯盒并氣針扎氣孔。

5、加砂塊或其他填充物

6、起模、修型與刷涂料

（1）幾分鐘后樹脂砂略有變色發(fā)黏可拔出冒口、直澆口、出氣棒等;

（2）確定起模時間的;

（3）起模后砂型放置。起模后的砂型應(yīng)放在一個指定的地方;

（4）起模后需要對起模后破損的部位進(jìn)行修補(bǔ);

（5）刷涂料是樹脂砂造型過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著鑄件的表面質(zhì)量。

四、樹脂砂鑄造工藝優(yōu)點(diǎn)

1、能夠?qū)Y源形成有效節(jié)約

由于不需要烘窯和水力清砂，提高了鐵水成品率，大大降低了壓縮空氣消耗，從而減少水、電、煤的使用。并且由于舊砂再回收利用很容易，再生回收率能達(dá)到90―95%，所以在節(jié)約新砂、減少運(yùn)輸、防止廢棄物公害等方面效果顯著。

2、鑄件尺寸具有很高的精度

由于鑄件是在砂型固化后起模，這就有利于減少了因起模前松動模樣和起模時碰壞砂型引起的變形;還有在鑄造過程中不需修型，最大限度的減少了不必要的修型引起的變形;再有模型不需要烘烤，消除了因烘烤造成的鑄型變形。從鑄件的構(gòu)造來看，鑄型強(qiáng)度高、表面穩(wěn)定性好，所以芯頭間隙小、分型負(fù)數(shù)小，減少了下芯、配模過程中鑄型的破損和變形，保證了配模精度。

3、有效降低廢品率

因?yàn)闃渲靶统尚托院?、?qiáng)度高、發(fā)氣量較其它有機(jī)鑄型低、透氣性好，熱穩(wěn)定性好、可以大大減少鑄件的粘砂、夾砂、砂眼、氣孔、縮孔、裂紋等鑄件缺陷，從而降低廢品率，可以制造出用粘土砂難以做出的復(fù)雜件、關(guān)鍵件。

4、改善工作環(huán)境，促進(jìn)機(jī)械化