冷芯盒树脂培训

……..
名称
沸点℃
优缺点
三乙胺
87～89
兴业环保催化剂 64～66 固化速度快、价格较贵、气味比TEA较低
一、什么是冷芯盒工艺
4．工作原理
冷芯盒工艺的固化原理是酚醛树脂中的酚羟基和聚异氰 酸酯中异氰酸根在三乙胺的催化作用下，数秒内反应生成固 态的聚氨酯树脂。 ……..
R
R
OH + OCN
TEA
R"
一、什么是冷芯盒工艺
3．组成
组分Ⅱ（如ＸＬⅡ-618）是一种溶于溶剂中的聚异氰酸 酯，为褐色液体。
……..
粘度 mPa.s,25℃ 密度 g/cm3,25℃
≤100
1.05~1.20
一、什么是冷芯盒工艺
3．组成
催化剂（如三乙胺）是一种叔胺类化合物，可选用三乙 胺、二甲基乙胺、兴业环保催化剂等。由于国内大量使用三 乙胺作催化剂，该冷芯盒树脂俗称三乙胺冷芯盒树脂。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．典型强度数据（树脂加入量各0.65%，温度：20-22℃，湿度：37-16%）
抗拉强度（MPa）
冷芯盒树脂强度与时间的关系
1.8
1.72 1.71 1.71 1.79
1.6
1.4…9…..
1.33
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
瞬时
5min 30min
1h
砂、气孔、光亮碳有利，但有些氧化铁红可以减少内浇口
的冲损，但纯度应大于82%。
氧化铁黑加入量占砂的0.25-3.00%，对减少脉纹、粘
砂、气孔、光亮碳有利，但并不需要多加树脂弥补因过多
细粉需损失的强度。
脉克星加入量占砂的5-10%，在该范围内砂芯强度不
降低。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
4．混砂工艺
冷芯盒树脂培训手册
一、什么是冷芯盒工艺
1．简述
冷芯盒工艺是指在常温条件下，吹入气体催化剂在数秒或数 十秒内就迅速固化成型的一种制芯、造型工艺。
冷芯盒树脂包括三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂、二氧化硫 固化环氧丙烯酸树脂、二氧化硫固化呋喃树脂、二氧化碳固化碱 性酚醛树脂、甲酸甲酯固化碱性酚醛树脂等等。
由于三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂产量远远大于其它树脂， 因此俗称的冷芯盒树脂特指三乙胺（叔胺）固化冷芯盒树脂。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．典型强度数据（树脂加入量各0.7%，温度：18-19℃，湿度：78-80%）
冷芯盒树脂发气量与时间的关系
13 12.8
发气量（mL/g）
12.5
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wk.baidu.com
12
12
11.8
11.9
11.5
11.5 11.4
11.5
11.1
11
10.5
10 瞬时 4h 6h 8h 10h 24h 48h 72h
二、制芯材料选择和制芯条件设定
6．砂芯上涂料
由于冷芯盒树脂生产的铸件表面质量较好，有些铸件 的砂芯可不用上涂料，砂芯若需上涂料，可参考如下要求 进行操作：
ａ）上水基涂料，……应.. 选择低湿润型涂料，砂芯制出后 ，清理掉表面及分型面上的余砂之后即可涂敷，各种上涂 方式均可，涂后要立刻烘干，烘干温度：150～180℃，烘 干时间：40～60分钟。烘箱中应保证有大量空气流通。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．树脂和催化剂
c）三乙胺用量 通常情况下硬化1000公斤砂需要约0.4-1.0公斤三乙胺
。即树脂加入量为1.7%时，需要树脂的3-6%。具体来说， 大块砂芯：每1000公斤……砂.. 用0.45-0.90公斤左右三乙胺，复 杂砂芯：每1000公斤砂用0.80-1.0公斤左右三乙胺。但实际 情况三乙胺用量会受到砂芯大小、芯盒透气性、芯盒密封情 况、操作习惯等条件的不同而有所差异。
硬化速率：大块砂芯，高于4.5公斤/秒，复杂砂芯，高 于1.4公斤/秒。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
3．添加剂
通常是不需要在芯砂中加添加剂的，只有当铸件产生
缺陷时，如有气孔、脉纹或粘砂等，需要在芯砂中加入适
量的添加剂。常规添加剂有氧化铁红，氧化铁黑和“脉克
星”等。
……..
氧化铁红加入量占砂的0.25-3.00%，对减少脉纹、粘
推荐：三筛集中率：80-85%，四筛集中率：85-95%。
c）对于原砂的粒形尽量选择角形系数≤1.3的近似圆形的砂 。圆形对抗拉强度有利，多角形对减少脉纹有利。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
……..
二、制芯材料选择和制芯条件设定
1．原砂要求
d）酸耗值：5以下最好。吸酸值非常重要，冷芯盒树脂在碱 性情况下会提早反应硬化。酸耗值高则混和料存放期会缩短 。 e）pＨ值：接近中性最……好.. （ pＨ≈7）。因为高碱性将缩短混 合料存放期。
ｂ）上醇基涂料，砂芯制成并清理干净后，一般要过1 ～3小时之后才可涂敷，涂毕，点燃干燥，也可表面烘烤。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
浸涂水基和醇基涂料后强度数据
24h强度a
24h强…度….. b
24h强度c
2.23
2.2
1.61
24h强度d 2.03
a: 未上涂料 b: 制芯30分钟后上水基涂料，烘干温度180℃，烘30分钟，室温放置。 c: 制芯30分钟后上醇基涂料，点火后室温放置。 d: 制芯4小时后上醇基涂料，点火后室温放置。
原砂+添加剂混匀，再加组分Ⅰ树脂、组分Ⅱ树脂混 30～60秒出砂。
一般的芯砂混砂机…均….. 适用于冷芯砂的混制，不过以选 择间歇式快速搅拌混砂机为更佳。若用连续式混砂机，必 须经常对原砂、组分Ⅰ树脂、组分Ⅱ树脂的定时流量进行 核对，保证定量准确。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
5．制芯操作
制芯操作前，应先检查芯盒内是否清洁干净，排气塞
OH
O CN
R"
R'
R'
一、什么是冷芯盒工艺
4．工作原理
实际使用时，需要混砂和制芯两个过程：首先是树脂的 两种组分通过混砂过程均匀地包覆在砂粒表面，然后将混好 的混合料射入芯盒，再吹入三乙胺气体，使均匀包覆在砂粒 表面的树脂膜从液态变…成…..固态，在砂粒与砂粒之间建立粘结 桥，形成强度。
一、什么是冷芯盒工艺
f）含泥量：要求≤0.3%，建议选用擦洗砂。
g）含水量：原砂必须烘干，水分要求≤0.2%；水分0.20%以 上时，会大大降低砂芯质量，因为水分与组分Ⅱ会起化学反 应，降低砂芯强度，减低砂的流动性。
ｈ）灼烧减量：要求≤0.5%；
二、制芯材料选择和制芯条件设定
1．原砂要求
ｉ）原砂温度：砂温要求在10～40℃之间，理想温度为20 ～30℃，但在冬季最好将砂温控制在30～35℃为佳。砂温 越高，其化学反应越快，因而混合料的存放期就会缩短。砂 温度低于10℃，组分Ⅰ…会….. 太粘而混不均匀，混合料流性会变 差，砂芯射不实。
使用用户举例
缸体、缸盖、水套 一汽、二汽、潍柴、……一.. 拖、玉柴、上柴、锡柴等
铸管 新兴铸管、黄石铸管、圣戈班铸管等
刹车片 龙口海盟、山东常林、山东隆基等
二、制芯材料选择和制芯条件设定
1．原砂要求
a）SiO2含量：铸钢≥95%、铸铁≥90%、有色≥85%。
b）粒度分布：原砂的粒度要适中，原则上既要保证砂芯有 足够的强度和致密性，…还….. 要保证砂芯要有足够的耐火性和一 定的透气性。通常会选择40/70、50/100或70/140三筛制筛 号的原砂，推荐使用四筛制的原砂，如：40/100、50/140。 粒度细，铸件表面光洁度高，但加入的树脂需要更多，射砂 较困难，需要较多的催化剂，而且砂芯的透气性会下降。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．树脂和催化剂
a）树脂加入量：0.8-2.0% 在铸铁件上通常加入量为1.7%左右，但砂芯的复杂程
度、砂的质量等因素，树脂加入量在1.0-2.0%之间，薄壁型 芯（如发动机挺杆室、…水….. 套䓁型芯）在1.5-2.0%之间，厚大 型芯（如气缸盖底座型芯、上盖型芯、机体主轴箱型芯）在 1.2-1.8%之间。砂的质量较差时，加入量也有超过2.0%的。
5）型芯溃散性好，铸件清理费用低。
一、什么是冷芯盒工艺
3．组成
冷芯盒树脂包括三个部分：冷芯盒树脂（组分Ⅰ）、冷 芯盒树脂（组分Ⅱ）和催化剂（叔胺）。
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组分Ⅰ（如ＸＬⅠ-318Ｍ）是一种溶于溶剂中的特种酚 醛树脂，为淡黄色至棕色液体。
粘度 mPa.s,25℃ 密度 g/cm3,25℃
≤250
1.05~1.15
砂芯存放超过两天以上，使用前最好预热，预热温度 120～150℃，预热时间30分钟。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
8．尾气处理
三乙胺具有强烈的氨臭味，有刺激性，易燃，易挥发 。空气中过量的三乙胺会对人产生肺刺激症状。
目前，三乙胺尾气…是….. 通过酸洗塔处理，碱性的三乙胺 与酸发生中和反应，溶于酸液中，达到净化作用。常用的 酸是磷酸、稀硫酸。
一、什么是冷芯盒工艺
5．使用范围
冷芯盒树脂在灰铁、球铁、铜、铝、镁及钢铸件上都有 极好的使用。
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在汽车、拖拉机、内燃机的缸体、缸盖、水套、排气管 、曲轴等等产品上得到了极为广泛的发展和应用，近年来， 在刹车片、铸管、机床、水泵、电机壳等等行业也有大量应 用。
一、什么是冷芯盒工艺
5．使用范围
是否畅通，压缩空气是否干燥，射砂板、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，尾气系
统是否正常等。
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射砂压力
0.2～0.5MPa
射砂时间
1～5秒
吹胺及净化压力
0.2～0.3 Mpa
吹胺压力上升时间
5～10秒
吹胺时间
2～10秒
净化时间
10～60秒
压缩空气露点
-20～-45℃
以上参数是一种典型的设定，具体设定时应根据现场条件调整。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
7．砂芯存放
砂芯制好后通常要放置4小时以上才可进行浇铸，这不 仅有利于强度的提升，而且便于砂芯中残余胺及溶剂油的 挥发,减少气孔的发生。
芯砂摆放要自然平……稳.. ，必要时配备专用的砂芯支撑架 ，以保砂芯不变形。如砂芯需要存放更长时间，存放地一 定要干燥通风，对于配置专用芯库的厂家，室内温度要求 ≥15℃，湿度要求≤55%，并且保持室内对外通风。
2h
24h
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．树脂和催化剂
b）组分Ⅰ和组分Ⅱ的比例
在正常情况下组分Ⅰ和组分Ⅱ比例为50：50，但有时 为增强某种性能可调节组分Ⅰ和组分Ⅱ的比例。
……..
比例
优缺点
55:45
增加脱模时的强度，发气量低。
50:50
正常性质
45:55 降低脱模时的强度，增加脱模时的弹性，发气量高。
在铸铝件上通常用量为1.0-1.5%之间，这样可提高砂芯 溃散性，对落砂有利。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．树脂和催化剂
a）树脂加入量：0.8-2.0%
树脂加入量在0.5-2.0%时，与砂芯抗拉强度成正比。
……..
在保证砂芯强度满足工艺要求的前提下，树脂加入量减少， 会降低发气量，减少铸件出现气孔的几率，同时砂芯不易粘 在芯盒上。
一、什么是冷芯盒工艺
2．特点
1）型芯常温下在芯盒内实现硬化，模具尺寸稳定，型芯 尺寸精度高，形变小，从而可以降低铸件尺寸偏差。
2）制芯效率高，型芯……硬.. 化速度以秒计算，远高于壳芯和 热芯盒制芯工艺。
3）模具可以用木材、塑料和金属材料制作，模具制造成 本低、周期短，使用寿命长。
4）由于常温硬化，与热法制芯相比，节省能耗，改善工 人劳动条件。
二、制芯材料选择和制芯条件设定
2．典型强度数据（树脂加入量各0.7%，温度：18-19℃，湿度：78-80%）
冷芯盒树脂强度与时间的关系
抗拉强度（MPa）
1.8
1.65
1.6 1.4
1.29 ……1...37
1.44
1.27
1.23
1.43
1.2 1.14
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
瞬时 4h 6h 8h 10h 24h 48h 72h
工艺流程图
原砂
吹三乙胺
……..
吹压缩空气
组分Ⅰ 组分Ⅱ
混砂
射芯
硬化
清洗
开模、取芯
尾气处理
浇注
下芯
烘干
上涂料
一、什么是冷芯盒工艺
4．工作原理
型芯物理性能要求
瞬时强度 MPa
浸水15…分…..钟强度 MPa
24小时强度 MPa
≥1.2
≥1.2
≥2.0
抗拉强度，大林标准砂，加入量各1%
发气量 ml/g
≤14.0
800
粘 度
600 400 200
0
组分Ⅰ粘度随温度变化趋势
650
395
245
155
100
55
10
15
20
25
30
35
温度
20 40
二、制芯材料选择和制芯条件设定
由于组分Ⅰ粘度受温度影响非常大，所以组分Ⅰ低于 10℃时，树脂应加热（可用铁桶包裹加热带加热、水浴加热 、管道裹电热丝加热）。
温度也影响砂芯的……反.. 应速度，从表观上看，瞬时强度（ 取模强度）的大小与温度密切相关，混和料温度每升高（或 降低）10 ℃，反应速度要加快（或减慢2-4倍），混和料温 度低时，为了达到取模强度，只能增加三乙胺用量，或延长 吹气时间，大大降低了生产效率，在冬天尤其要注意温度的 影响。