铸造用新型CO2硬化酚醛树脂冷芯盒材料工艺及机理的研究

论文摘要

目前,铸造业中广泛使用的树脂材料基本上都是一些有毒、污染环境的,开发出高质、高效、节能、环保的新型粘结剂是当前铸造绿色集约化发展的迫切需要。本文的铸造用新型CO2硬化酚醛树脂冷芯盒材料和工艺及机理的研究就是为适应这一要求而研究开发的。 概括起来,本文的工作可分为以下几部分: 首先,对合成机理进行了初步的分析与探讨,对树脂合成进行了研究和试验,并分析各因素对树脂砂性能的影响,确定了最佳的合成工艺,得出了最佳的工艺参数和原材料配比,从而得到了具有较好粘结性能的碱性甲阶酚醛树脂。 其次,对分散剂、交联剂、偶联剂以及有机活性助剂等的加入量进行了系统深入地研究,以抗压强度为主要考察目标,利用正交试验设计找出了最佳的加入量配比,还对此粘结剂砂芯的电镜照片进行了断口形貌分析,并探讨了粘结剂的粘结固化机理。同时又对CO2吹气工艺的吹气时间和吹气流量进行了优化选择,得出了最佳吹气工艺。 再次,测试了CO2硬化碱性酚醛树脂粘结剂型（芯）砂的可使用时间、发气量、溃散性和树脂加入量等,其具有良好的工艺性能。 最后,进行了生产验证,用研制成的CO2硬化碱性酚醛树脂粘结剂制成砂芯,并浇铸了铝合金铸件。通过生产实践证明了此铸造粘结剂能很好地满足现场铸造生产的要求。 与通用的三乙胺法硬化树脂粘结剂做比较,对这种CO2硬化碱性酚醛树脂粘结剂进行经济性分析,表明其作为新型铸造粘结剂具有明显的生产实用价值和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 国内外树脂砂的研究进展
• 1.2 气体硬化树脂砂的研究进展
• 1.3 本课题研究的目标、内容、拟解决的关键问题
• 2 实验准备及试验方法
• 2.1 实验材料及主要试剂
• 2.1.1 原砂
• 2.1.2 试验主要试剂
• 2.2 试验仪器
• 2.2.1 制备酚醛树脂的试验仪器
• 2.2.2 研究酚醛树脂工艺性能的试验仪器及设备
• 3 酚醛树脂的合成
• 3.1 合成基本原理
• 3.2 合成工艺的优化选择
• 3.2.1 树脂合成试验一
• 3.2.2 树脂合成试验二
• 3.2.3 树脂合成试验三
• 3.2.4 树脂合成试验四
• 3.2.5 小结
• 3.3 合成工艺参数的优化选择与对比分析
• 3.3.1 催化剂对合成工艺的影响
• 3.3.2 苯酚对甲醛的摩尔比对合成工艺的影响
• 3.3.3 加料方式对合成工艺的影响
• 3.3.4 反应时间对合成工艺的影响
• 3.4 最佳合成工艺
• 2硬化碱性酚醛树脂交联剂的研究'>4 CO₂硬化碱性酚醛树脂交联剂的研究
• 2硬化碱性酚醛树脂交联剂的组分及其工艺性能'>4.1 CO₂硬化碱性酚醛树脂交联剂的组分及其工艺性能
• 4.1.1 KOH含量对粘结强度的影响
• 4.1.2 硼砂含量对粘结强度的影响
• 4.1.3 硅烷加入量对粘结剂性能的影响
• 4.1.4 KOH、硼砂与硅烷的最佳配比
• 4.1.5 有机添加剂对强度的影响
• 4.1.6 硅烷，A剂，B剂最佳配比的确定
• 2硬化碱性酚醛树脂交联剂的最佳工艺'>4.2 CO₂硬化碱性酚醛树脂交联剂的最佳工艺
• 4.3 固化机理分析
• 4.4 粘结剂与砂粒之间的断裂形态的分析
• 2硬化碱性酚醛树脂吹气工艺的研究'>5 CO₂硬化碱性酚醛树脂吹气工艺的研究
• 6 工艺性能测试
• 2硬化碱性酚醛树脂粘结剂发气量'>6.1 CO₂硬化碱性酚醛树脂粘结剂发气量
• 2硬化碱性酚醛树脂砂的可使用时间'>6.2 CO₂硬化碱性酚醛树脂砂的可使用时间
• 2硬化碱性酚醛树脂砂的溃散性'>6.3 CO₂硬化碱性酚醛树脂砂的溃散性
• 6.4 树脂加入量对砂芯抗压强度的影响
• 7 生产验证及经济性分析
• 7.1 生产验证
• 7.1.1 混砂制芯方法
• 7.1.2 浇注
• 7.2 经济性分析
• 2硬化碱性酚醛树脂粘结剂的成本估算'>7.2.1 CO₂硬化碱性酚醛树脂粘结剂的成本估算
• 7.2.2 从型砂的溃散性分析
• 7.2.3 从废气及废物处理上看
• 8 结论
• 9 展望和建议
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢