含呋喃樹(shù)脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂改性技術(shù)研究.pdf

1、作為較早掌握鑄造技術(shù)的國(guó)家，我國(guó)的鑄造歷史可追溯到6000年以前。進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國(guó)的鑄件年產(chǎn)量逐年上升，隨之產(chǎn)生的粘土舊砂每年可達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，為此開(kāi)展了對(duì)粘土舊砂的完全再生處理，發(fā)現(xiàn)將粘土完全再生砂用于混制呋喃樹(shù)脂自硬砂時(shí)，其型（芯）砂強(qiáng)度遠(yuǎn)不及同種新砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂的工藝強(qiáng)度，制約著粘土砂完全再生技術(shù)的推廣與應(yīng)用。為此，本課題開(kāi)展了含呋喃樹(shù)脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂改性技術(shù)研究，提高粘土完全再生砂的鑄造工藝性能，使其在混制

2、呋喃樹(shù)脂自硬砂時(shí)達(dá)到甚至超過(guò)同種新砂水平，在減少粘土舊砂對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)節(jié)約珍貴硅砂資源，對(duì)我國(guó)鑄造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
　　課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，粘土舊砂經(jīng)過(guò)“700℃高溫脆化+機(jī)械磨輪再生+微粉分離”的完全再生工藝處理后，其粒度分布、粒形、泥分含量均優(yōu)于新砂，但耗酸值高于同種新砂，粘土完全再生砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂的鑄造工藝性能遠(yuǎn)不能達(dá)到鑄造生產(chǎn)的要求，為此本課題以含呋喃樹(shù)脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂為研究對(duì)象，

3、采用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法，利用掃描電子顯微鏡、等離子光譜儀等先進(jìn)研究設(shè)備，確定了影響含呋喃樹(shù)脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂鑄造工藝性能的主要因素，探索出了針對(duì)粘土完全再生砂改性的適宜改性工藝及工藝參數(shù)，選擇了適宜的改性劑，使粘土完全再生砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂的鑄造工藝性能超過(guò)了同種新砂水平。
　　改性技術(shù)作為一種新方法、新思路應(yīng)用于粘土完全再生砂，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)“改性+烘干+機(jī)械搓擦+風(fēng)選”工藝為粘土完全再生砂適宜改性工藝，

4、改性劑占砂子質(zhì)量的1％為適宜改性劑加入量，適宜均化時(shí)間為90min。同時(shí)，以鹽酸水溶液、硫酸水溶液以及苯磺酸水溶液分別作為改性劑，將經(jīng)相同改性工藝、相同改性劑加入量、相同均化時(shí)間處理后獲得的改性砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂的鑄造工藝性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示鹽酸溶液改性效果最好，可使用時(shí)間內(nèi)平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)1.315MPa，可使用時(shí)間為5min，優(yōu)于同種新砂水平;硫酸溶液改性效果次之，可使用時(shí)間內(nèi)平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)1.233MPa，可使用時(shí)間為4mi

5、n，達(dá)到新砂水平;苯磺酸改性效果最差，可使用時(shí)間內(nèi)平均抗拉強(qiáng)度也接近同種新砂水平，達(dá)1.205MPa，可使用時(shí)間為4min。
　　研究發(fā)現(xiàn)，在相同視場(chǎng)環(huán)境下，由改性后再生砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂的抗拉強(qiáng)度試樣斷口的粘結(jié)橋數(shù)量較改性前明顯增多，且斷裂形式由改性前的附著斷裂變?yōu)閮?nèi)聚斷斷。由此可以推斷，對(duì)粘土完全再生砂進(jìn)行改性處理能夠提高其混制呋喃樹(shù)脂自硬砂粘結(jié)橋的斷口數(shù)量及改善其斷裂形式，并最終導(dǎo)致改性后粘土完全再生砂混制呋喃樹(shù)脂自硬砂鑄