确定粘结剂的可使用时间


通常用于测定自硬粘结剂可使用时间的方法也许不如你想象的准确。

如造型材料实验手册提出的几种用于铸造行业测定可使用时间的方法之一。但是,这些测试几乎都不是测定可使用时间的科学方法。

自硬砂造型时,砂子与粘结剂混合后填入砂箱内的模样上。这一步必须在硬化剂开始反应前很快地完成,以免型砂硬化,铸型强度不高,从而导致铸件有缺陷。为了砂型和芯子不破裂,不产生有缺陷的铸件,造型人员必须在砂型失去其最佳造型性能前将其填入砂箱,确定砂型充型前能保持多久是必要的。

可使用时间缺陷

超过型砂可使用时间的后果是代价高昂的。在型砂开始硬化固太长时间后用以舂实砂型,可能会导致:

  • 强度降低。
  • 砂型在处理过程中的破损。
  • 浇注时砂型破裂或芯子破坏。
  • 砂型和芯子的紧实度低。
  • 铸件有粘砂缺陷、表面光洁度差。

遗憾的是,许多砂型和铸件的问题也可能因为铸造工艺中的其他问题而造成的,因而,可能没有认识到超过可使用时间是根本原因。提示您的设备舂实砂型时型砂已开始硬化后很长时间的信号包括:砂型脆弱,有粘砂缺陷,以及在舂实过程中型砂很硬。一个好的造型工应注意,当型砂开始变硬时,说明其硬化速度过快,应减少硬化剂的用量。

测量可使用时间

位于美国俄亥俄州都柏林的ASKChemicals公司的型砂实验室中,研究人员开发出了时间间隔法,以确定可使用时间。砂与粘结剂混合后,每3分钟的间隔取样制成8字形试样,直到试样不能成形。测定每个试样的抗拉强度并进行比较(图1)。

实验选用北美铸造行业最常用的三种自硬粘结剂—1%呋喃树脂剂,1% 酚醛尿烷树脂剂,和1.25%酯硬化碱性酚醛树脂。这些系统与、中加入催化剂或共反应剂使三种自硬砂的脱模时间均为20分钟。每个试样的抗拉强度和抗拉损失的百分比计算按时间间隔测定、记录试样的抗拉强度,同时计算抗拉强度损失的百分数。当抗拉强度损失超过25%时,认为粘结剂已经超过了其可使用时间。就实验来说,呋喃自硬粘结剂在3分钟内达到25%的强度损失,因而其可使用时间在3分钟以内。酚醛尿烷和酯硬化自硬粘结剂有较长可使用时间,大约是9分钟(图2)。
将实验结果与用B型砂型硬度计测定可使用时间的结果进行比较。通常以B型硬度计的读数为45或60,确定可使用时间。

时间间隔法测定和用硬度计测试给了相互矛盾的结果。例如,硬度计测试表明:的呋喃自硬粘结剂抗拉强度可能太低的时间量是14分钟。然而,间隔法的测定表明:相同的化学粘结剂混砂,因抗拉强度太低而不能进行制芯或造型的时间只有3-6分钟。

用其他粘结剂时,两种方法测定的可使用时间也不一致。根据实验的结果,一些铸造厂用非科学的方法来测定可使用时间,包括B型硬度计,尤其是试冒险用超过最佳抗拉强度范围的型砂造型、制芯。

采用呋喃树脂自硬砂时,按时间间隔法和B型硬度计法测定可使用时间,型砂的抗拉强度损失的比较见图3.。由图可见,按B型砂型硬度度数20-25的可使用时间,抗拉强度损失大得多。

在车间

仪表测试的优点是简单,它仍然在车间使用,但辅以不同的指标读数。铸造厂可以就新用的每种粘结剂,用时间间隔法进行一次基础性的可使用时间的测定,并相应调整B型硬度计的读数值。

铸造工人也应记住以下几点,以确保砂型和芯子的正常生产:

  • 保持可使用时间尽可能地短,以提高生产率。
  •  按砂型或芯子的大小确定混砂机的混砂能力。
  • 如果需要较长的可使用时间,使用硬化速度较慢的硬化剂减缓硬化。
  • AB型的砂型硬度计的读数为60,不是一个很好的确定可使用时间的量度。用B型硬度计,可使用时间少得多,取决于粘   合剂。
  • 与脱模时间相比,呋喃自硬粘结剂的可使用时间很短。脱模时间是填充芯盒,硬化到芯子可以取出所需的时间。
  • 酚醛尿烷自硬粘结剂和酯硬化酚醛粘结剂的可使用时间大约是脱模时间的一半。 ■

访问www.globalcastingmagazine.com可拷贝2012年AFS砂型铸造会议全部报告。

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