三乙胺冷芯盒制芯工艺经验介绍-论文.pdf

三乙胺冷芯盒制芯工艺经验介绍 贾连磊 ， 赵国顺， 王洪雷， 李克先 ， 徐淑青 ( 济柴聊城机械有限公 司 ， 山东聊城2 5 2 0 0 0 ) 摘要： 介绍了三乙胺冷芯盒制芯工艺的经验， 包括对原砂的要求， 以及混砂 、 制芯工艺。分析了常见缺陷的原因， 如砂芯 终强度低、 固化时间太长及脱模时不硬化、 砂芯射不实或不满、 芯砂的可使用时间短等， 并提出了相应的解决措施。 最后 指出， 提高压缩空气的干燥程度 、 合理设置排气塞的位置， 制芯成品率可以得到很大提高。 关键词： 三乙胺； 冷芯盒； 制芯工艺 中图分类号 ： t g 2 4 2 文献标识号 ： b 文章编号 ： 1 0 0 3 8 3 4 5 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 0 7 0 0 3 doi ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 3 - 8 3 4 5 2 0 1 3 0 3 0 0 1 3 an i n t r o d u c t i o n t o t h e e x p e r i e n c e wi t h tr i e t h y l a mi n e co l d b o x co r e - ma k i n g pr o c e s s j i a l i a n l e i 。 z hao gu o - s h u n ， wang ho n g l e i ， l i k e x i a n ， xu s h u q i n g ( j i c h a i l i a o c h e n g ma c h i n e r y l i mi t e d c o mp a n y c a s t i n g f a c t o ry， l i a o c h e n g 2 5 2 0 0 0， ch i n a ) ab s t r a c t ： t h e e x p e r i e n c e w i t h t r i e t h y l a mi n e c o l d b o x c o r e ma k i n g p r o c e s s wa s i n t r o d u c e d i n c l u d i n g ： r e q u i r e me n t s f o r t h e r a w s a n d， s a n d mi x i n g p r o c e s s a n d c o r e ma k i n g p r o c e s s t h e r e a s o n s c a u s i n g c o mmo n d e f e c t s s u c h a s l o w fi n a l s t r e n g t h， t o o l o n g s e t t i n g t i me a n d e o r e - u n h a r d e n i n g t i i j s t r i p p i n g ， n o n - s o l i d o r n o n - f u l l c o r e s h o o t i n g ， t o o s h o r t b e n c h t i me o f t h e c o r e ， e t c ， a n d t h e c o r r e s p o n d i n g s o l v i n g me a s u r e s we r e p r o p o s e d i t wa s p o i n t e d o u t fi n a l l y t h a t t h e q u a l i fi c a t i o n r a t e o f c o r e ma k i n g c o u l d b e i n c r e a s e d o b v i o u s l y b y i mp r o v i n g t h e d ryn e s s o f t h e c o mp r e s s e d a i r a n d r a t i o n a l s e t t i n g t h e p o s i t i o n s o f v e n t i n g p l u g s ke y wo r d s： t r i e t h y l a mi n e ； c o l d b o x； c o r e - ma k i n g p r o c e s s 笔者公司 2 0 0 6年买进一 台国产 的 1 0 0 l冷 芯盒射芯机， 主要用于生产柴油机缸体芯。由于 初期设备和模具均存在一些问题， 在试生产阶段 砂芯成品率极低 。 随后会同设备厂家和模具厂家 对设备和模具进行了修整和改造， 大大提高了砂 芯成品率( 达到 9 5 ) 和外观质量 。 以下是几点 经验 ， 与同行分享。 1 原材料选择 1 1 原砂要求 原砂使用袋装或烘干型的擦洗砂 ，其要求 为 ： 粒度 4 0 7 0 ； s i o 2 含量 i9 0 ； 含泥量 0 3 ； 含水量0 3 ； 微粉含量40 5 。 砂温要求在 0 收稿 日期 ： 2 0 1 2 -1 1 2 8 修定 日期 ： 2 0 1 3 0 5 0 3 作者简介： 贾连磊( 1 9 8 1 7 一 ) ， 男， 山东聊城人， 工程师， 主要从事 铸 造s - 艺设计及设备的维护3 7 _ 作。 7 0 l 现代铸铁 2 0 1 3 4 4 0， 理想温度为 2 0 3 0， 但在冬季最好将砂 温控制在 3 0 3 5。 1 2 树脂 树脂采用冷芯盒树脂 ， 包括组分 i和组分 两个部分。组分 i 为冷芯盒树脂， 其主要成分为 苯醚基 的酚醛树脂 ； 组分 为活化剂 ， 其主要成 分为聚异氰酸酯。两个组分均是液体 ， 其中 i组 分为淡黄色 ， 组分为深棕色。 1 3 催化剂 催化剂为三乙胺。 2混砂 2 1 工艺配方 原砂 ： 1 0 0 k g ； 组分 i树脂 0 7 1 0 k g ； 组 分 活化剂 0 7 1 0 k g 。 通常情况下 ， 组分 i与组分 的 比例 为 5 0 ： 5 0 ， 也可根据特殊需要采用 5 5 ： 4 5或 6 0 ： 4 0的比 例。 具体的加入量要根据砂芯所需的强度和原砂 的状况来选择 。 2 _ 2混砂工艺 在原砂中加入适量的添j j h j ( 粉状或颗粒状 ， 根据具体 的要求进行选择) ， 并将其混匀 ， 再加树 脂混 3 0 6 0 s 出砂 。混砂时问过短会导致混砂不 均匀 ， 时问过长则会导致芯砂强度降低 。 3 制芯 3 1 制芯准备 制芯操作前 ， 应先检查芯盒 内是否清洁干净 ， 脱模剂是否喷刷 ， 排气塞是否畅通， 压缩空气是否 干燥 ； 射砂板 、 上顶芯板( 吹胺板 ) 与上芯盒之间及 上下芯盒本身是否密封； 密封圈是否老化； 射嘴密 封圈有无缺损 ； 尾气处理系统是否正常等。 同时 ， 将三乙胺发生器预热到 9 0 1 1 0( 三 乙胺气化点为 8 7 8 9) ， 温度不宜过高。 温度过 高，会导致三乙胺气化罐内的空气体积膨胀过 大、 罐内压力升高， 使液态三乙胺难以加入， 致使 氨量不稳定， 影响砂芯 固化 ； 温度过低 ， 则达不到 三 乙胺 的气化点 ， 影响三乙胺 的使用效率。 然后 ， 开始混砂及制芯。 3 2 制芯参数选择 射砂压力 ： 0 3 5 0 5 mp a ； 吹胺及净化压力 ： 0 2 0 - 3 mp a ； 吹胺压力上升时间 ： 5 1 0 s ； 吹胺时间 ： 2 1 0 s ； 净化时间： 1 0 6 0 s 。 以上参数仅供参考， 具体参数需要在实践中 根据砂芯的质量来确定 。 对于充填难以紧实的砂芯，可适当提高射砂 压力。 对于容易充填紧实的砂芯， 降低射砂压力就 会减小模具的磨损程度， 延长模具的使用时间。 建议适 当加大点氨量 ，延长吹气 固化时 间， 以免砂芯的局部不硬化导致整个砂芯报废 。 4 常见 问题及解决方案 4 1 砂芯终强度低 一 开始生产时 ， 砂芯终强度 1 0 mp a ， 分析 原 因为 ： ( 1 ) 树脂加入量少， 总树脂量只占 砂重的 1 4 以下 ： ( 2 ) 原砂干燥不充分 ， 试验结果显示 ： 当原砂 中水分达到 0 3 时， 砂芯终强度下降 3 0 ； 当原 砂中水分达到 o 5 时 ， 砂芯终强度下降近 6 0 。 另外， 载送三乙胺的气体及冲洗残留三乙胺的压 缩空气中均含有水 ； ( 3 ) 砂芯放置时问长及放置场地环境湿度大 ； ( 4 ) 混砂 时间过长( 1 2 0 s ) 。 解决措施为 ： ( 1 ) 增加树脂 的加入量 ， 将 总树脂量 占砂重 的比例提高到 1 4 2 0 ； ( 2 ) 充分干燥原砂及压缩空气 ； ( 3 ) 缩短砂芯存放期和改变存放条件 ； ( 4 ) 将混砂时间控制在 3 0 6 0 s 。 4 2 固化时间太长及脱模时不硬化 分析原因为 ： ( 1 ) 胺量不足， 每千克砂耗氨量为o 4 5 1 k g ； ( 2 ) 芯盒排气塞堵塞 ； ( 3 ) 芯盒进 、 排气 口设计不合理； ( 4 ) 漏胺。 解决措施为： ( 1 ) 调高胺量 ， 增加进胺压力 ； ( 2 ) 将排气塞清理干净， 使其排气畅通； ( 3 ) 合理设计芯盒进、 排气口； ( 4 ) 查看吹胺板与上芯盒之间的密封是否严 实 ， 芯盒分型面密封是否严实。 4 3 砂芯射不实或不满 分析原因为 ： ( 1 ) 砂量不足 ； ( 2 ) 射砂时漏 ； ( 3 ) 芯盒排气塞布置不合理。 解决措施为 ： ( 1 ) 添加混好的砂子 ； ( 2 ) 检查芯盒分 型面是否密封严 实 ， 射砂板 和上芯盒之间的密封是否良好， 射嘴密封圈有无 缺少 ； ( 3 ) 优化排气塞布置。 4 4 芯砂的可使用时间短 分析原 因为 ： ( 1 ) 混砂 时 间过长 ( 1 2 0 s ) 导致 砂温 升高 ( 高于 4 0) ； ( 2 ) 射芯机泄漏三乙胺 ； ( 3 ) 原砂 d h值过低； 2 0 1 3 4现代铸铁i 7 1 ( 4 ) 芯盒漏胺 ； ( 5 ) 尾气处理系统发生故障。 解决措施为： ( 1 ) 控制混砂时间在 3 0 6 0 s ， 将砂温控制在 2 0 3 0 o c： ( 2 ) 尽量使射芯机不泄漏 ； ( 3 ) 采用 p h值为 7 左右的原砂； ( 4 ) 检查调整芯盒密封性 ； ( 5 ) 检查尾气处理系统。 5 制芯成品率的影响因素 5 1 压缩空气是否干燥 2 1 无论是射砂 、 吹胺 、 吹清 ， 都需要压缩空气为 载体。 如果压缩空气中含水分过多， 会对砂型的成 型 、 固化 、 强度产生影响 ， 一般空压机产生的压缩 空气要经过冷干机进行处理。常温下压缩空气的 露点应按砂芯的种类 、 复杂程度来选择， 薄壁高强 度复杂型芯露点应尽量低 ， 一般应 _ 4 0 ， 简单 厚大型芯露点可以高一些 ， 一般应 一 1 5。 5 2 排气塞的位置设置是否合理 排气塞的布置总体遵循 的原则是在芯盒 内 腔中建立足够的背压， 使催化剂分布均匀， 一般 情况下总排气面积为总进气面积的 7 0 ， 常将其 设置 在 ： ( 1 ) 砂芯按水平分型放置时 ， 排气装置设 于 芯盒 内较高的位置 ； ( 2 ) 芯盒深腔处 ； ( 3 ) 芯盒内腔轮廓的边角处； ( 4 ) 砂芯交汇处和拐弯处。 实 际生产中 ，排气是否顺 畅还与型芯的尺 寸 、 形状 、 透气性以及树脂加入量有关 ， 通过不断 调整排气塞的位置 ， 优化催化剂 的用量和缩短循 环时间 。 另外 ，顶杆和顶杆孔的间隙也是排气的主要 部分。 顶杆与顶杆孔问隙( 单边) 选 0 1 0 0 1 5 mm， 排气塞缝隙尺寸要比砂粒直径小， 一般不超过 0 3 m m， 以防止芯砂进入塞缝造成堵塞。连续制芯过 程中还要对堵塞的排气塞进行及时清理，以免造 成局部砂芯缺陷。 6 结束语 三乙胺冷芯盒工艺在国内已经得到普遍推 7 2 1 现 代 铸 铁2 0 1 3 4 广 ， 随着设备性能的进一步提高 ， 工艺的进一步 优化， 定能极大提高生产效率并获得品质优良的 铸件。 参考文献 1 瞿芝 碧 ， 吉祖 明 三乙胺 冷芯盒 j 二 艺优化 控制概 略 j l _ 铸造 t 艺 ， 2 0 0 7 ， ( 0 1 ) ： 1 l 一 1 5 孔令佑 ， 王洪亮 用 乙胺 冷芯市 i - 14 - 中心生产柴油机缸体 主体 芯 lj l_ 现代铸铁 ， 2 o 1 2 ， ( 0 3 ) ： 8 2 8 4 1 3 】 陶美娟 ， 施良才 冷芯盒的排气与密封设计f j i _ 现代铸铁 ， 2 0 0 9 ， ( 0 5) ： 9 4 9 5 4 王跃 起 ， 李 文锋 制芯机 三乙胺 气体 发生器 的改进【 j 1 现代 铸 铁 ， 2 0 0 9， ( 0 5 ) ： 9 2 9 4 【 5 曹文龙 铸造l艺学 m 北京 ： 机械工业 出版丰 十， 1 9 8 9 ： 1 7 7 1 7 9 6 1 吉祖 明 ， 瞿之碧 灰铸铁缸盖整体水套芯冷芯工艺 的失效 j 对 策l j l _现代铸铁 ， 2 0 0 8 ， ( 0 1 ) ： 2 2 2 7 f 7 喻光远， 蔡启舟， 朱小龙， 等 水分对= 乙胺法冷芯盒砂芯强度 及断裂的影响 j l1 现代铸铁 2 0 1 1 ， ( 【 ) 4 ) ： 5 8 6 2 霉 嗣 ( 编辑 ： 王峰 ， e ma i l ： x d z t wf wx f a wf c c o rn ； 编审： 周亘 ， e - ma i l ： z h o u g e ne mb x 1 6 3 c o n 1 ) 第十届铸铁科学与加工国际 研讨会( s p c i 1 0