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)是機械制造工業(yè)的基礎(chǔ)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。但同時鑄造業(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。開發(fā)綠色鑄造粘結(jié)劑，從源頭上減少污染，是實現(xiàn)“綠色鑄造”目標的重要舉措。
　　我國鑄造行業(yè)中使用最為廣泛的粘結(jié)劑主要是有機的合成樹脂和無機的水玻璃粘結(jié)劑。有機合成樹脂砂的固化強度高、潰散性好，制得的鑄件表面質(zhì)量好，但是其在鑄造生產(chǎn)流程中會持續(xù)釋放出毒害性氣體，對

2、生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。水玻璃是無機的粘結(jié)劑，生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生污染，但是由于澆注后砂型（芯）殘留強度高和舊砂再生回用困難的缺點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。磷酸鹽是一種無機的粘結(jié)劑，其合成和鑄造生產(chǎn)過程中均無有毒有害氣體排放，磷酸鹽砂澆注時高溫性能好，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。
　　本課題前期的試驗中通過聚乙烯醇和硼酸對磷酸鹽進行改性

3、，并進行了熱固化工藝試驗，獲得了耐濕性好、固化強度高的新型磷酸鹽粘結(jié)劑。試驗采用的固化方法是電阻爐烘干法，加熱固化過程耗時長，固化后的試樣強度偏低，無法滿足機械化、自動化連續(xù)生產(chǎn)對砂型（芯）脫模強度和生產(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度，采用了向磷酸鹽砂中吹熱空氣的方法對其進行熱固化。通過對比電阻爐烘干法與吹熱空氣法固化試樣強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磷酸

4、鹽砂固化性能的影響。使用MLWA1雙功能試樣機進行吹熱空氣固化法工藝參數(shù)的正交試驗，通過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、水平對磷酸鹽砂固化性能的影響。在生產(chǎn)現(xiàn)場進行了造型制芯及澆注試驗，研究磷酸鹽砂在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性。
　　試驗結(jié)果表明，磷酸鹽砂采用吹熱空氣法固化時具有更高的固化速度和固化強度。通過掃描電鏡對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