基于無(wú)模鑄型制造技術(shù)的堿性酚醛樹(shù)脂適用性研究.pdf

1、無(wú)模鑄型制造技術(shù)（Patternless Casting Manufacturing，簡(jiǎn)稱(chēng)PCM技術(shù)）是將數(shù)字化信息驅(qū)動(dòng)制造技術(shù)與樹(shù)脂砂鑄造技術(shù)巧妙結(jié)合的新型增材制造技術(shù)。其具有生產(chǎn)效率高、成本低、適合個(gè)性化定制等諸多優(yōu)勢(shì)，在制造業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。就無(wú)模鑄型制造技術(shù)而言，造型材料選擇至關(guān)重要，呋喃樹(shù)脂以其粘度低、滲透性好、強(qiáng)度高、舊砂回用性好等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)無(wú)模鑄型制造技術(shù)中得到了普遍應(yīng)用。但是，呋喃樹(shù)脂的酸耗值較高，對(duì)原砂要求較

2、高，高溫穩(wěn)定性較差，發(fā)氣量較高，而且由于游離醛、游離酚的大量存在，增大了有害氣體揮發(fā)量，在一定程度上影響了鑄件質(zhì)量。堿性酚醛樹(shù)脂無(wú)酸耗性要求，對(duì)原砂適應(yīng)性好、高溫穩(wěn)定性好、發(fā)氣量相對(duì)較低。本文針對(duì)當(dāng)前呋喃樹(shù)脂存在的問(wèn)題，進(jìn)行了堿性酚醛樹(shù)脂在無(wú)模鑄造技術(shù)中的應(yīng)用可行性研究，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　針對(duì)無(wú)模鑄型制造技術(shù)的特點(diǎn)與要求，選取了兩種不同固化機(jī)理的堿性酚醛樹(shù)脂，分別為酯固化自硬堿性酚醛樹(shù)脂和熱固型堿性酚醛樹(shù)脂。研究了酯固化自硬

3、堿性酚醛樹(shù)脂和熱固型堿性酚醛樹(shù)脂的固化機(jī)理，分別對(duì)其適用性進(jìn)行探究。
　　酯固化自硬堿性酚醛樹(shù)脂粘度高達(dá)80mPa?s，無(wú)法適配到當(dāng)前設(shè)備的噴嘴中，選定無(wú)水乙醇作為稀釋劑，在優(yōu)化稀釋比例為50％的條件下，引入十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑，使其粘度降到適用范圍。在驗(yàn)證手工造型強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行PCM工藝驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)鑄型抗拉強(qiáng)度僅為0.2 MPa，難以滿(mǎn)足實(shí)際鑄造的要求。目前看來(lái)，酯固化堿性酚醛樹(shù)脂在PCM工藝中還達(dá)不到適用的條件。熱

4、固型堿性酚醛樹(shù)脂通過(guò)30%無(wú)水乙醇稀釋?zhuān)扯冉抵?3.0 mPa?s，同時(shí)滿(mǎn)足了PCM技術(shù)的噴射工藝要求。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了后處理工藝，實(shí)驗(yàn)表明180℃固化溫度下固化60min的鑄型滿(mǎn)足澆鑄要求。后期，對(duì)熱固型堿性酚醛樹(shù)脂進(jìn)行PCM工藝上機(jī)實(shí)驗(yàn)，得到的鑄型強(qiáng)度達(dá)到0.8MPa，發(fā)氣量達(dá)到15.6ml/g。滿(mǎn)足實(shí)際鑄造要求。
　　本文通過(guò)以上幾個(gè)方面的論證和實(shí)驗(yàn)，得到了強(qiáng)度和發(fā)氣性都滿(mǎn)足實(shí)際鑄造要求的鑄型。將采用熱固型堿性酚醛樹(shù)脂在PC