无毒吹空气硬化制芯方法.pdf

无毒吹空气硬化制芯方法
    本发明涉及铸造技术领域，特别是一种无毒吹空气硬化制芯方法。

    在铸造业中将各种吹气制芯注通称为冷芯盒法，早期发明了水玻璃吹CO2制芯法，由于水玻璃加入量比较高，所以砂芯强度低，溃散性不好；1967年发明了酚醛树酯CO2冷芯盒法，但由于强度较低，也一直没有大量推广应用；1968年发明了酚脲醛三乙胺(或二甲基乙胺)气雾冷芯盒法，该方法目前被广泛应用，但胺气在空气中允许的含量为25PPm，有强烈的刺激性气味，恶化劳动卫生条件，还由于采用了含氮粘结剂生产铸件，所以其表面易出现毛刺，脉纹缺陷；以后又发明了三种吹SO2冷芯盒的制芯工艺，由于SO2气体毒性较大，在空气中的允许含量为5PPm，对工装模具的密封要求严格，尾气需中和处理，制芯成本相对较高，故目前应用不广泛；1985年发明了碱性酚醛树酯吹甲酸酯气雾冷芯盒法，该酯在空气中允许含量为100PPm，毒性相对比较低，该粘结剂系统中不含N、P、S元素，其缺点是砂芯强度低。上述的几种冷芯盒制芯工艺虽然都具有各自优点，但除CO2工艺外，制芯气体均为有毒、有味，其中胺和甲酯甲酯为甲级易燃易爆危险品，采购、运输和储存使用均需严格管理，由于多数为有机粘结剂，并使用了有机溶剂，浇注时均分解释放有毒、有刺激性气味气体，恶化劳动卫生条件，危害操作人员身体健康，对环境也有不同程度的污染。

    本发明的目的是提供一种使用无毒、无味气体，无毒粘结剂，可有效的防止铸件产生气孔、热裂、毛刺和脉纹缺陷的无毒吹空气硬化制芯方法。

    本发明采用的气体为空气或氧气，或氮气，气体吹芯前需经除湿处理，使其露点在-20℃以下，其除湿露点越低，砂芯硬化越快，除湿后的空气可以根据工艺要求用气体加热器调节温度，温度范围为20℃-100℃，温度越高砂芯硬化越快，水玻璃硬化主要为失水固结，将搅拌均匀的粘结剂混合料用射芯机芯盒或用手工方法紧实，再用吹、排气板压紧芯头，强制干燥气体通过砂芯从排气口排出，砂粒表面水玻璃膜中的水分迅速向干燥气体中扩散，并被气流带走，使砂芯迅速硬化，硬化后再将砂芯取出。

    本发明由于采用了经除湿处理的气体，在砂粒表面与干燥气体流之间产生压差，能在砂芯发气量低的条件下实现砂芯快速硬化，还由于制芯粘结剂加入量低、成本低和吹气体无毒、无味，不含N、P、S等有害元素，所以有利于改善劳动卫生条件和保护环境，减少铸件气孔缺陷，提高铸件质量，防止铸件产生热裂、毛刺和脉纹缺陷，还具有显著降低制芯成本、提高劳动生产率的优点。

    以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

    将压缩空气通入冷冻除湿机，吸附除湿机中除湿，或第一级用冷冻除湿，第二级用吸附除湿的联合除湿机除湿，后一种方法适用于空气湿度较大的地区，第一级除湿可以将空气中大部分水分除掉，减小吸附设备的容积，使其露点在-20℃以下；除湿后经电加热器加热调节气体温度在30°-40℃范围内，通过电磁气阀接吹气板，取2kg标准砂加入碗形混砂机内，再加入60g粘接剂，该粘接剂为铸造用水玻璃或改性水玻璃，其加入量占硅砂重量的2.5-3.5％，混20S出砂，将砂混合料加入Z861芯机射砂筒，用Z861射芯机在0.3-0.4MPa下射实标准“8”形试样，密封射砂口，开启电磁气阀使干燥空气通过吹气板穿透砂芯，从排气板排出，通气3分钟开盒顶出砂芯，该砂芯强度经检测为

    出盒即时抗拉强度    0.8-1.0MPa

    24h     抗拉强度    2.0-2.5MPa。