吠喃树脂铸型用各种硅砂在重复使用时的铸型特性m日1西尾宪行等1.籍言近年来，有机自硬性铸造，由于造型容易，铸型强度高，型砂能够重复地回收.再生.所以从大件到中小件得到了广泛的普及。可是，为了充分发挥这些有机自硬性铸型的特征，有必要对硅砂，树脂，造型方法，铸造方案，再生方法等因素进行Sri究。其中硅砂对有机自硬性铸型特性影响的因素是粒度，粒形，PIE值，酸耗值等.再就是关于砂再生，考虑由于残余树脂产生的气体缺陷等及灼烧减量、气体发生量等KM.因此，本研究是劝吠喃树脂铸型使用的物理性能不同的五种硅砂，经过重复使4d对铸型特性和硅砂性能的变化进行研究。2.实验方法2二试脸材料本实验用的硅砂是三种天然硅砂.一种人造硅砂和一种外国产硅砂，.-4些硅砂的粒度分布，化学组成如表一，表二所示。吠喃树脂是使用市场上出售J%J酸固化系列树脂，固化剂是使用二甲笨磺酸系列的产品。2.2试脸钧型铸型的大小为260)<235x150/150(Mm)，浇注了1500150x50(，。)的块状铸铁，重量包括浇注系统约8.8kg,作为砂/金属之2约为I一2,由子熔融金属造成的热影响很大，尽管重复使用次数少也容易出现变化。2.3，复试脸试验方法的概要如图一所示。首先，初次全部使用新砂，第二次至以后，为了研究硅砂的性能变化.所以不再补给新砂，只使用回收的再生砂。再生砂中用3kg供作试验剩余的进行重复使用。图一是重复使用10次的循环，进行了再生使用的实验。2.刁再生方法回收砂的再生是使用间歇式冲击分离型的再生机，因此，可能得到和生产现场}p3等程度的再生效果，而且，为了做到再生时使砂粒粉碎的少，对规定再生条件进行了实验。在实际的铸造车rIla使111了20公斤一批,30公斤一批的吠喃树脂uj收砂，研究再生时间在fl--10分钟其灼烧减量的变化和粒度分布。图二是20公斤一批的再生时间和灼烧减量的关系。在再生处理前，有4.94肠的灼烧减量，经过5分钟的处理为3.44%，如果处理10分钟就减少到2.690，可是30公斤这批的时候，处理10分钟后也残留有3.50以上。因而，认为20公斤这批，经过10分钟处理灼烧减量减少，可是却增加了砂粒的粉碎，所以和再生效果同时考虑，把处理时间定为5分钟‘3，实验结果及研究3.1再生砂的特性3.I.1麟消耗.酸固化性铸型，硅砂的酸消耗量认为对铸型固化有影响，所以对酸消耗量进行了测定。其结果如m三所示。从图可知，若重复使用两次，酸消耗量急剧减少，以后，几乎看不到变化。静岗县产的天然6号，新砂的够消耗量非常多，这些从表二中看到，认为在化学组成中由于cao和M90含量多。可是，重复使用两次以_h则变化很少。3.1.2灼烧减a及气休发生，3.1.2灼烧减a及气休发生，重复使用次数和灼烧减量及在B50℃气体发生童的关系如图四，图五所示。从图四知道，重复次数到两次，灼烧减量明显增加，认为这是在添加树脂量方面由于金属熔A的热影响而分解和在再生时树脂的剥落比消耗量也多。面两次以后增加的就缓慢。静岗县产的天然6的灼烧减量多，认为是由于新砂的值高。图五是使用五种硅砂，研究了灼烧减量和气体发生量的关系。这些相关系数以0.936为高大体上成直线关系。对于硅砂的种类没有关系，并认为能从灼烧减量的值推S.1,8热膨胀率图六，关于新砂和重复使用次数为5次，10次的再生砂，使用热分析装置侧定了热膨胀率，其结果是各种硅砂比较起来，重复使用次数多的热膨胀率是降低的。澳大利亚产的硅砂因为SiO:含量高，所以热膨胀率高。同样，虽然是新砂热膨胀率低的静岗县产的硅砂情况下，经过重复使用热膨胀率愈发下降，这是由于硅砂经重复使用发生a-的相变。剩余在砂粒上的树脂，由于加热而产生退让带来的效果。3.1.4再生砂的粒度变化图七是表示各种硅砂由于重复使用带来的粒度变化。三种国产天然硅砂.粒度没有大的变化，粒度指数也没有变化。可是爱知县产人造硅砂增加重复次数而使砂粒细化。特别是重复使用到三次的砂粒明显细化。一方面澳大利亚产天然硅砂，尽管增加重复次数也没看到砂粒有细化的倾向，_而稍有粗粒化。这L由于砂粒表面带有光滑的园形.树脂枯在砂粒上没被粉碎。从.上述的事实看，在破碎硅石制造人造硅砂当中，存在着裂缝和复合结晶等容易使砂粒细化的因素，由于复反地回收，再生，由于金属熔液的热影响和受到再生时的冲击使砂粒细化。图八是关于爱知县产人造硅砂的新砂和再生砂用扫描型电子显微镜，对砂粒的断面进行了观察。图八A是看到的裂缝，好的岛根县产天然5号硅砂和澳大利亚产硅砂的粒形系数虽然仅分别为1.31-'-429,1.29-1.26粒形也是好的。一方面新砂粒形有棱角的爱知县产人造硅砂，由于重复使用，虽然使砂粒细化，可是经过互相磨擦表面变为光滑.棱角被消除，成为园形。3.2铸形特性3.2.1抗压强度用重复使用的五种再生砂在油压式万能强度试验机(Max5t)上研究抗压强度的变化，其结果由图十、图十四所示。根据这些结果认为无论哪种硅砂随着重复次数增加抗压强度也增高。特别是从图十一上表示的爱知县产人造硅砂和静岗县产天然硅砂抗压强度的上升是明显的。爱知县产人造硅砂如果是新砂确得不到高的抗压强度，可是由于被重复使用砂粒的凹下部分被树脂充填，再生时互相磨擦，棱角部分被消除，粒形变好。因此.得到了高的抗压强度。释岗县产天然硅砂，如果是新砂，由于酸消耗虽多，固化J陛，得不到高的抗压强度，可是经过重复使用，确得到了2倍以上的抗压强度。还有，如图十二为澳大利亚产天然硅砂，粒形良好，抗压强度高，而重复使用也仅仅稍有提高，看不到急剧上升。一般是再生砂的抗压强度比新砂高，从图九也可得知，认为是由于粒形得到了改善。3，2.2裹面毯定度图十五是表示各种硅砂的重复使用次数和从造型开始24小时后的表面稳定性的关系。澳大利亚产硅砂和岛根县产天然5号，6号A砂，用新砂时的表面稳定性高，重复次数尽管增加也大体上保持一定的值。一方面，在新砂的值低的爱知县产人造5号的静岗县产天然6号，经过二次重复使用就表示出显著的上升，但以后儿乎没有变化。3.3对制品的影晌图十六是用五种硅砂的新砂和重复使用十次的砂浇注阶梯熔锥，研究对制成品的影响。新砂的时候，用静岗县产天然b号硅砂产生热粘砂，其他硅砂全都发生了脉纹毛刺缺陷。尽管其中有特别的，SiO:含量多的澳大利亚产硅砂也发生了很多以上缺陷。再生砂的时候，脉纹毛刺就非常少，澳大利亚产硅砂也稍有发生。为防止脉纹毛刺缺陷，而使用再生砂好的理由正是和本实验结果一致。再生砂由于热膨胀率低，认为很少会发生脉纹毛刺缺陷。4.结论对在吠喃树脂白硬型_七关于重复使用十次的型砂特性进行了实验，结果归纳如下:I)灼烧减量，随着重复使用次数增加而变多，并且.气体发生量也显示同样的倾向。灼烧减量和气体发生量相互作用大的，如果测出灼烧减量，气体发生量也大体上能够推断出来。2)再生砂，由于重复使用，有砂粒容易细化的硅砂和有砂粒稍微粗化的硅砂。3)铸型的抗压强度，由于重复使用而变高，还有，如果是新砂，尽管是抗压强度低的硅砂，经过二次重复使用也能变高‘4)表而稳定度，随着重复使用而上升。S)重复使用过的硅砂，由于热膨胀率低，脉纹毛刺缺陷发生的少。

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