自硬砂(包括树脂砂和水玻璃砂)的最大缺点是可使用时间、起模时间及终强度受环境温度和湿度变化的影响大,容易造成生产的不稳定。由于自硬树脂砂的黏结及固化机理是黏结剂在固化剂作用下的化学反应,化学反应的环境温度和湿度对反应速度及反应结果有重要影响。因此,树脂砂铸造生产过程中必须对原砂和再生砂的温度、湿度进行随时监控,将生产工艺、原材料的种类及加入量随生产场地的环境温度和湿度进行变化。
混砂机上方储砂斗中的树脂再生砂或新砂的温度,通常由安放于砂斗中的砂温调节器控制在20~30℃,以便稳定生产;再根据季节和环境气温的调节固化剂的种类及加入量,以适应各种天气和环境温度下的稳定操作。
树脂砂工艺对原砂中的水分含量有严格的限制,通常要求新砂或再生砂中的含水量小于0.2%(质量分数)。在潮湿的季节,大气中的湿度较高,此时再生砂中的水分更要严加控制;否则会较大影响型砂的强度和表面稳定性。对于自硬树脂砂工艺,干燥的天气和原材料有利于铸造生产和铸件质量。
环境温度(含原砂温度)增高,树脂自硬砂固化速度增加。在其他条件不变的情况下,砂温每上升10℃,固化速度要加快1倍;相同固化剂含量的树脂砂,砂温每升高5℃,因固化时间加快会使起模时间缩短1/4~1/3。环境的相对湿度(含原砂湿度)增加,树脂自硬砂的硬化速度减慢,终强度通常要降低在环境湿度较大时生产,水分蒸发受阻而使硬化速度变慢。
实际生产中,解决环境温度和湿度变化影响的主要方法如下:(www.xing528.com)
1)环境温度每上升或下降10℃,固化剂应减少或增加0.5%~1.0%(质量分数),如果相对湿度同时增加,固化剂应略微相应增加,一般可按环境温度变化5℃为一调整间隔。
2)环境温度为+10℃以上时,只需调整固化剂的用量;环境温度为+10℃以下时,宜采用低温用固化剂。
3)在低温、高湿的条件下,通过调节砂温,增加树脂和固化剂的温度,配合高浓度、高活性的固化剂的采用,是切实可行的措施。
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