稀释是先将合脂加热到熔融状态，再慢加溶剂直到无分层和沉淀为止。 • （2）合脂加入量 • 合脂砂的干强度随着合脂加入量的增加而增加，当合脂加入到一定限
度是，强度增加少，发气量明显增加，粘膜严重，蠕变增加，出砂性 变差。 • （3）烘干温度 • 烘干温度范围比油砂要大。 • （4）氧化合脂的应用 • 合脂粘结剂多用煤油稀释，要消耗大量煤油，由于煤油对人体皮肤有 害，故实际生产中常将合脂配成乳浊液使用。 • （5）应用范围 • 可用于II、III 级型芯。
22
① 原砂： • 一般铸件：硅砂 • 表面要求很高的铸件，易产生粘砂的钢件：锆砂，铬铁矿砂 • 砂子越细小，所需的粘结剂越多，在满足表面粗糙度的情况下，尽量
选用粗砂 • 用最少的树脂粘结剂获得最大的强度，必须使用干砂 ② 附加物： • 硬脂酸钙：增加覆膜砂的流动性 • 石英粉：提高覆膜砂的高温强度 • 氧化铁粉：提高型芯的热塑性，防止铸件出现毛刺和皮下气孔 ③ 覆膜砂的混制工艺： • 冷法：初级方法，加入树脂量过多，一很少采用 • 温法 • 热法
13
合脂粘结剂及其脂砂
• 合脂：“合成脂肪酸蒸馏残渣”，的简称；成分上粗略的 认为由不溶物脂肪酸混合物和皂化物组成。合脂来源丰富， 价格低廉用来制造II、III 级型芯。
• 合脂砂的性能 • 合脂砂湿强度低，干强度较高，吸湿性小，发气量比粘土
砂大，比桐油砂小 • 合脂的表面张力但是合脂的粘度大，合脂砂的流动性比油
6
• V 级型芯：在大铸件中构成很大的内腔（应具有很高的粗 糙度）。
7
• 型芯粘结剂的分类 ①按来源分类 • 天然材料： • 动物类，如骨胶；植物类，如松香、面粉；矿物类，如沥
青、粘土； • 人造材料 • 工业副产品，合脂，渣油；合成材料，合成树脂； ②按化学组成分 • 无机类：粘土、石膏； • 有机类：烃类（沥青）；烃的衍生物（植物油）；高分子
铸造工艺学
Casting technology
Ted
有机化学粘结剂砂芯（型）
• 砂芯（core）：用于内腔，孔洞，凹坑等部位 环境：被高温液体包围，热作用，机械作用强烈 结果：排气，出砂，清理困难 根据铸件相关要求，将砂芯分为五个等级：
Ⅰ级砂芯 Ⅱ级砂芯 级砂芯 Ⅳ级砂芯 Ⅴ级砂芯
2
Ⅰ级砂芯 • 外形复杂，断面细薄，外部表面全部接触金属液，少数小
9
• 选用砂芯的几点重要依据：
①砂芯的特点
I ，II级
比强度要求较高
干强度
发气量相应减少
少量粘结剂即可有较大
III级
比强度要求不高
适当粘结剂即可有较大
干强度
发气量也可在保证质量的范围
Ⅳ ，Ⅴ 级
粘土，水玻璃，水泥作为粘结剂即可
② 生产条件
③ 材料来源和成本
10
油砂和合脂砂
• 植物油可分为三类：干性油、半干性油、不干性油，不饱 和程度依次降低。
不饱和键； 易氧化； 分子交联； 形成价桥氧
11
• 预热阶段：植物油中的水分和易挥发物质在加热初期开始 挥发
• 氧化阶段：植物油中的不饱和烃基中的碳原子之间的双键 在加热时被打开，空气中的氧进入双键部分与碳原子结合 成过氧化物，氧化过程
• 交联，聚合： 形成桥氧 固化
12
• 植物油硬化反应所具备的的条件： • ① 油分子必须含有双键（不饱和键） • ② 适宜的氧气供应，保证氧化过程 • ③ 催化剂 （正反）
16
渣油砂及其它憎水有机粘结剂砂
• （1）渣油砂 • 渣油粘结剂的原料是减压蒸馏塔底的渣油，叫减压渣油，
渣油的稀释剂一般为裂解柴油，稀释比10:5 • 渣油型芯在浇筑时无特殊气味，发气性比油砂要小，但是
油砂型芯烘干后较脆，容易破坏和折断。 • （2）沥青砂 • 石油沥青、煤沥青、木沥青 • （3）塔油粘结剂 • 塔油粘结剂是植物油的替代品，在造纸工业的复查品，经
型芯头，内部表面粗糙度要求很高。
3
• II 级型芯： • 外形复杂，主体部分断面较厚，但有细薄断面，芯头大于
I 级型芯，重要的铸件表面粗糙度要求很高。
4
• III 级型芯：一般复杂，无细薄的断面，在铸件中构成重要 不加工表面的各种重要型芯。
5
• IV 级型芯：外形不复杂，在铸件中构成机械加工的内腔， 或者不加工但对粗糙度无特殊要求。
砂差 • 合成工艺：
14
• 皂化反应（英语：Saponification）是碱（通常为强碱） 催化下的酯被水解，而生产出醇和羧酸盐，尤指油脂的水 解。
15
• 影响合脂砂性能的因素： • （1）粘度 • 合脂粘度对合脂砂的性能影响最大 • 合脂的粘度用稀释比来衡量，稀释比是合脂和溶剂的质量比。合脂的
热固性，分子链之间有交联，软化点 较高
20
• 热塑性酚醛树脂： • 为线型，相对分子量为500~900，软化温度为：70到110 • 苯酚和甲醛在酸触媒或碱触媒条件下进行缩聚，生成酚醛
树脂和水。
21
• 酚醛树脂的固化： • 热塑性酚醛树脂需用乌洛托品作固化剂。 • 固化原理： • (1). 提供亚甲基，形成亚甲基桥 • (2). 三个氮原子被引入到酚醛树脂中，放出氨气 • (3). 形成仲氨链，大部分的成为氨气排除 • N元素的引入，易使铸件产生皮下气孔
化合物（松香、淀粉）。
8
③按其对水的亲和能力 • 憎水材料：桐油，沥青，松香，酚醛树脂； • 亲水材料：糊精，面粉，脲醛树脂； ④按硬化特性分 • 物理硬化：硬化过程是粘结剂物理性质的变化，原来结构
并不变化； • 化学硬化：硬化过程是低分子化合物转变成高分子化合物，
由链状线型结构变成网状体型结构。 ⑤按比强度分 • 比强度：每1%的粘结剂可使芯砂获得的干拉强度
23
常见问题及原因分析
① 脱壳：壳型背部脱落，金属液可能冲破此处，造成铸造缺 陷；
原因：粘结剂（树脂熔点，硬化速度） 添加物（酒精，水） 温度分布不均匀
蒸馏、脂化稀释和处理之后得到黑褐色油状液体。
17
• 通过纸浆，废液，粘土改善性能 • 改变抗氧化程度 • 从而改变软化点温度
18
壳芯（型）
• 壳型铸造（shell molding）： • 翻斗法（dumping method） • 吹沙法（blowing method）
19
酚醛树脂
• 酚醛树脂，是一种合成塑料，无色或黄褐色透明固体 ， 分为热固性和热塑性塑料两类。