材料成形工艺学上9

a).湿混：砂 部分水 混匀 粘土 煤粉 混1-2分钟水
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b).干混：砂 粘土 煤粉
混1-2分钟 水
混至要求紧实率出碾 调匀 松砂 造型机
2. 湿型砂的制备
混砂效率

起粘结作用的粘土量 有效粘土含量
100 %
测定方法：
型砂预定混碾时间的抗 压强度 型砂预定混碾时间延长 5分钟的抗压强度 100 %
碾轮式
转子式
摆轮式 叶片式
质量好，生产率低 质量较好，生产率低 质量较差，生产率高
面砂、单一砂
面砂、单一砂
单一砂、背砂
2. 湿型砂的制备
（2） 型砂混制工艺 混砂设备：
碾轮式
转子式
摆轮式 叶片式
质量好，生产率低 质量较好，生产率低 质量较差，生产率高
面砂、单一砂
面砂、单一砂
单一砂、背砂
混砂工艺（以碾轮式为例）：
二、 热芯盒树脂砂
1. 树脂砂的成分 （3）附加物 改善某些性能：
a) 尿素
消除游离甲醛的味道
b) 硅烷
增加树脂的粘结强度
c) 氧化铁粉 有效消除气孔缺陷
二、 热芯盒树脂砂
2. 树脂砂的配方与混制 （1）常用配方
二、 热芯盒树脂砂
2. 树脂砂的配方与混制 （2）混制
使用螺旋式或叶片式快速混砂机。
一、 热法覆膜树脂砂
使用壳芯机制芯（型）
工艺过程（顶吹法）：
一、 热法覆膜树脂砂
使用壳芯机制芯（型）
工艺过程（底吹法）：
一、 热法覆膜树脂砂
制芯工艺：
① 芯盒温度 影响壳层的厚度和强度 230~300℃
② 射砂压力和时间 形状复杂压力要大 3~10 s
③ 结壳时间 影响壳层的厚度和强度
10~65 s
200~260℃
过烧
二、 热芯盒树脂砂
3. 树脂砂的制芯工艺 制芯工艺参数为：
① 芯盒温度 影响硬化速度和强度
200~260℃
② 射砂压力和时间 形状复杂压力要大 0.5~1 s
③ 硬化时间 取决于砂芯的厚度
30~120 s
本次课结束
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2. 湿型砂的制备 （1） 原材料的处理
新砂： 水分> 2%时需烘干处理 旧砂： 破碎 → 磁分离 → 冷却（< 25℃）
2. 湿型砂的制备 （2） 型砂混制工艺
混砂设备： ➢ 碾轮式 ➢ 摆轮式 ➢ 叶片式 ➢ 转子式
2. 湿型砂的制备 （2） 型砂混制工艺
混砂设备： ➢ 碾轮式 ➢ 摆轮式 ➢ 叶片式 ➢ 转子式
一、 热法覆膜树脂砂
覆膜砂：原砂表面覆有一层固态树脂膜的型（芯）砂。
覆膜的成分： 酚醛树脂 + 潜性固化剂（六亚甲基四胺水溶液）
覆膜的特点：
酚醛树脂在加热和潜性固化剂的作用下
线型结构
体型结构
一、 热法覆膜树脂砂
覆膜砂：原砂表面覆有一层固态树脂膜的型（芯）砂。
一、 热法覆膜树脂砂
使用壳芯机制芯（型）
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
a) 脲呋喃树脂 （UF/FA）
b) 酚呋喃树脂 （PF/FA）
c) 脲-酚共聚物呋喃树脂 （UF/PF/FA）
二、 热芯盒树脂砂
1. 树脂砂的成分 （2）固化剂 采用常温下为中性或弱酸性，加热后为强酸性的盐。 氯化铵水溶液
硝酸铵水溶液
磷酸铵水溶液
苯磺酸、对甲苯磺酸水溶液 对于不同的树脂粘结剂，要使用相应的固化剂。
2. 湿型砂的制备 （3） 砂处理工艺流程
§3.5 树脂砂型成形工艺
以树脂作为粘结剂的型（芯）砂称为树脂砂。 树脂砂成形工艺主要有：
热法覆膜树脂砂（也称壳型 / 壳芯） 热芯盒树脂砂 冷芯盒树脂砂 呋喃树脂自硬砂 应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
§3.5 树脂砂型成形工艺
树脂砂成形工艺的特点： 型芯的强度高 铸件质量好，特别是表面质量 适合于机械化生产 原材料价格高 劳动环境稍差
大量生产铸件的理想生产模式： 高密度湿砂型造型——高压、挤压、冲击造型 树脂砂机器制芯——冷芯盒、壳芯、热芯盒
将原砂、树脂和固化剂混合后射入制芯机的热芯盒中进行硬化成型。
工艺特点： ① 设备简单，硬化快，生产效率高； ② 砂芯常温强度高，尺寸精度高； ③ 砂芯溃散性好； ④ 适合制作厚度小于 50 mm的成批大量生产的砂芯。
二、 热芯盒树脂砂
1. 树脂砂的成分 （1）呋喃树脂 基本构成物为： 糠醇树脂 （FA） 脲醛树脂 （UF） 酚醛树脂 （PF）
④ 硬化时间 使壳层进一步硬化
20~100 s
二、 热芯盒树脂砂
将原砂、树脂和固化剂混合后射入制芯机的热芯盒中进行硬化成型。
二、 热芯盒树脂砂
将原砂、树脂和固化剂混合后射入制芯机的热芯盒中进行硬化成型。
二、 热芯盒树脂砂
将原砂、树脂和固化剂混合后射入制芯机的热芯盒中进行硬化成型。
二、 热芯盒树脂砂
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
应用： 造型（砂型）—— 中大铸件，质量要求高的小铸件 制芯（砂芯）—— 成批大量生产的铸件
二、 热芯盒树脂砂
3. 树脂砂的制芯工艺 使用热芯盒制芯机。工艺过程为：
① 将芯盒加热到工作温度； ② 清理盒腔表面并喷涂一层脱模剂； ③ 合型射砂，保持一定时间进行加热硬化； ④ 待砂芯达到要求强度后开盒出芯。
二、 热芯盒树脂砂
3. 树脂砂的制芯工艺 制芯工艺参数为：
① 芯盒温度 影响硬化速度和强度