改性磷酸鹽粘結(jié)劑熱固化及鑄造生產(chǎn)工藝性研究.pdf

1、鑄造行業(yè)是機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。但同時(shí)鑄造業(yè)也是高能耗、高污染的行業(yè)，鑄造造型材料中的粘結(jié)劑是鑄造生產(chǎn)中氣體污染物和固體廢棄物產(chǎn)生的源頭。開(kāi)發(fā)綠色鑄造粘結(jié)劑，從源頭上減少污染，是實(shí)現(xiàn)“綠色鑄造”目標(biāo)的重要舉措。
　　我國(guó)鑄造行業(yè)中使用最為廣泛的粘結(jié)劑主要是有機(jī)的合成樹(shù)脂和無(wú)機(jī)的水玻璃粘結(jié)劑。有機(jī)合成樹(shù)脂砂的固化強(qiáng)度高、潰散性好，制得的鑄件表面質(zhì)量好，但是其在鑄造生產(chǎn)流程中會(huì)持續(xù)釋放出毒害性氣體，對(duì)

2、生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。水玻璃是無(wú)機(jī)的粘結(jié)劑，生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生污染，但是由于澆注后砂型（芯）殘留強(qiáng)度高和舊砂再生回用困難的缺點(diǎn)始終未能得到很好的解決，使其廣泛的使用受到很大的限制。磷酸鹽是一種無(wú)機(jī)的粘結(jié)劑，其合成和鑄造生產(chǎn)過(guò)程中均無(wú)有毒有害氣體排放，磷酸鹽砂澆注時(shí)高溫性能好，尤其是其砂型（芯）在澆注后具有優(yōu)異的潰散性，這一特點(diǎn)使磷酸鹽成為一種極具應(yīng)用前景的綠色鑄造粘結(jié)劑。
　　本課題前期的試驗(yàn)中通過(guò)聚乙烯醇和硼酸對(duì)磷酸鹽進(jìn)行改性

3、，并進(jìn)行了熱固化工藝試驗(yàn)，獲得了耐濕性好、固化強(qiáng)度高的新型磷酸鹽粘結(jié)劑。試驗(yàn)采用的固化方法是電阻爐烘干法，加熱固化過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，固化后的試樣強(qiáng)度偏低，無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)械化、自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)對(duì)砂型（芯）脫模強(qiáng)度和生產(chǎn)效率的要求。
　　本文在前期研究的基礎(chǔ)上，為提高磷酸鹽砂的固化速度和固化強(qiáng)度，采用了向磷酸鹽砂中吹熱空氣的方法對(duì)其進(jìn)行熱固化。通過(guò)對(duì)比電阻爐烘干法與吹熱空氣法固化試樣強(qiáng)度和拉斷試樣砂粒表面粘結(jié)膜微觀形貌，探討不同的熱固化方法對(duì)磷酸

4、鹽砂固化性能的影響。使用MLWA1雙功能試樣機(jī)進(jìn)行吹熱空氣固化法工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)，通過(guò)極差和方差的分析得到該熱固化方法的最佳工藝參數(shù)和各因素、水平對(duì)磷酸鹽砂固化性能的影響。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了造型制芯及澆注試驗(yàn)，研究磷酸鹽砂在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，磷酸鹽砂采用吹熱空氣法固化時(shí)具有更高的固化速度和固化強(qiáng)度。通過(guò)掃描電鏡對(duì)拉斷試樣砂粒表面粘結(jié)膜形貌觀察，發(fā)現(xiàn)采用吹熱空氣法固化后粘結(jié)膜裂紋少，內(nèi)部微觀氣孔比較少;正交