有机粘结剂.ppt

有机粘结剂油砂 甘油 组员 闫生辉 李陆孙辉业 程实陈治平 耿子建 有机粘结剂的分类 油砂 甘油 合脂砂 合脂 呋喃树脂 酚醛树脂 主要内容 定义 植物油及其化学成分 油砂的硬化机理 硬化的结果 植物油的质量指标 油砂的配制 水和其他加入物的影响 烘干工艺 定义 植物油中 最常用的有桐油 亚麻仁油等 主要用于配制芯砂 习惯称为油砂 油砂的优点 流动性好硬化后强度高浇铸后溃散性好适合制造形状复杂截面细薄的型芯 发气性大 油砂的发气性大 适当降低油的加入量 可减少发气性 流动性好 油砂的流动性很好 容易紧实 适用于制造形状复杂的砂型 芯 溃散性好 油在300 时开始分解或燃烧 其残留强度较低 出砂性较好 旧砂再生容易 主要应用 曾大量用于汽车 拖拉机 水暖器材等的铸件生产 但是 由于植物油的来源不足 价格较昂贵 而且需要长时间加热才能硬化 多已被树脂粘结剂所代替 植物油及其化学成分 植物油是油脂中的一种主要组成 由三个脂肪酸分子和一个丙三醇分子构成其中 丙三醇 又称甘油 甘油的成分是固定不变的 所以各种油类的特性主要取决于脂肪酸的特性 脂肪酸又分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 饱和脂肪酸的分子通式为 碳原子间以单键链接 结构比较稳定 不易与其他化学元素反应 不饱和脂肪酸的通式为 碳原子间以双键链接 结构不稳定 其化学活性较强 很容易由于破键而以单键形态与外来原子发生氧化聚合反应 油砂的硬化机理 1 硬化条件 油分子中必须具有双键结构双键越多 越容易在氧化聚合反应中形成网状结构 油砂的强度越高 硬化过程必须有氧参加供氧越充分 硬化速度越快 硬化强度越高 加热是硬化加速的重要条件但温度过高 会使油发生分解或烧损 2 机理 植物油粘结剂加热硬化过程中的化学反应是比较复杂的 至今还不完全清楚 一般认为是氧和干性油中不饱和脂肪酸中的双键的反应 在抗氧化剂被破坏之后 氧在临近双键的 CH 处被吸收 形成氢过氧化物 CH OOH CH CH 硬化的结果 植物油的硬化是一个氧化聚合的过程 而且这个过程是不可逆的 氧化聚合使得植物油从低分子状态逐渐转变成网状高分子化合物 由液态逐渐变稠 最后形成坚硬的固体 从而使植物油砂具有很高的干强度 植物油的质量指标 植物油的质量指标通常有典值 酸值 皂化值三个方面 但主要以典值为主 碘值越大 不饱和程度越大 硬化速度越快 植物油按碘值不同分为 干性油 碘值 150如桐油 亚麻油等 半干性油 碘值100 150 不干性油 碘值 100如花生油 猪油等 铸造生产中常用 干性油 半干性油 油砂的配制 加料顺序 先加水 使干粉料和砂被水充分湿润后 再加油 使油更容易均匀的分布在砂粒表面混砂工艺 原砂 粘土或糊精干混2 3分钟 水 或含水材料 湿混2 3分钟 植物油混匀后出砂注意 混砂时间不易过长 以防止由于材料发热使水分蒸发 造成型芯砂性能变坏 主要过程可由下式表达 总的混砂时间控制在12 20min左右 混制好的砂芯应贮存在专用的箱里 并用湿麻袋盖上 回性1 5 2h后再使用 如果油砂中含有纸浆或糊精等水溶性粘结剂时 要防止贮存期间由于水分蒸发而使砂芯性能变坏的现象 水和其他加入物的影响 水 水的表面张力 约72 5 10 7N cm 比油大 所以加入一定量的水可适当地提高油砂的湿强度 粘土 油砂中加入粘土和少量水能显著提高油砂的湿强度 加粘土同时 要适量增加油的加入量 亚硫酸盐纸浆废液 铸造用纸浆废液实际上是经浓缩的亚硫酸盐纸浆废液提取酒精后的酒糟废液 系水溶性粘结剂 糊精 糊精在水中能形成溶胶 是良好的水溶性有机粘结剂 加糊精同时要补加适量的水 烘干工艺 砂芯烘干的目的是为了去除水分 促使粘结剂进行氧化 聚合反应形成坚韧的油膜而使砂芯获得高的干强度和透气性 降低发气量 由上图可以看出 烘干温度 200 220 不能超过300 烘干时间 1 2h 烘干程度 通常情况下 视砂芯表面颜色而定表面呈深黄色或棕黄色 为烘干适宜表面呈杏黄色 为烘干不足表面