自硬酚脲烷树脂砂的强度特性研究

在自硬酚脲烷树脂砂的工艺性能中,强度是最重要的性能之一。树脂加入量(Ⅰ-1600与Ⅱ-2600按50∶50配入)与型砂强度的关系见图5-22。由图5-22可见,对于同一种原砂,随着树脂加入量的增加,型砂强度呈增大的趋势。

图5-23的曲线表明,双组分比例为50/50时,其强度达峰值。生产中,一般推荐50/50配比,也可使用55/45配比。这是因为组分Ⅱ中含有氮元素,在相同树脂加入量时,组分Ⅱ含量最高的配比产生气孔缺陷的可能性大,且组分Ⅱ价格高于组分Ⅰ的价格。

图5-22 树脂加入量对型砂强度的影响

图5-23 树脂双组分配比对芯砂强度的影响(www.xing528.com)

表5-42列出了硅烷的增强效果。随着硅烷加入量的增加,强度则上升。添加0.2%(占组分Ⅰ的质量分数)的硅烷树脂,砂的强度从0.96MPa增加至1.27MPa,强度增加率达32%；继续增加硅烷用量,强度上升趋于缓慢。因此在满足强度要求的前提下,应尽量减少硅烷的加入量,以降低成本。

表5-42 硅烷对强度的影响

注:树脂1.5%,固化剂1.5%(占组分Ⅰ),组分比50/50。

硅烷的增强作用主要在于其分子结构中既含有能与砂粒表面相结合的基团,又有与树脂中化学键相结合的基团,从而把砂粒与树脂偶联起来。用扫描电子显微镜观察树脂砂砂粒粘结面的破裂情况,发现硅烷的加入改变了粘附方式,由一般粘附联结变成分子链联结,使树脂膜能较紧密地与砂粒表面粘附在一起,增强了联结力,因此在拉断时树脂膜从附着断裂居多的复合断裂变成内聚断裂。