离心铸造基础知识

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　3.2糠醇树脂的生产工艺　　3.2.1生成机理和结构　　糠醇树脂生成的机理十分复杂，至今还没有十分清楚，一般认为尿素与甲醛在弱碱性介质中进行加成，生成一羟甲基脲和二羟甲基脲，而后羟甲基衍生物再在弱酸性介质中与糠醇进行缩合反应，生成糠醇树脂。此产物是多种分子的混合物，分子量在400～600之间，分子结构是直链或支链型的。糠醇树脂是分子量很大的低聚物，当在酸的作用下，继续进行缩聚反应，可以生成更大的不溶的大分子，这就是树脂固化或变定。　　3.2.2糠醇树脂生产的投料比　　在糠醇树脂生产过程中糠醇、甲醛、尿素的mol比可根据需要和实际经验来确定，一般没有固定比例。生产中的糠醇、甲醛、尿素的mol比受温度、湿度、反应液的pH值、反应时间等各种因素的影响。这里给出的是生产中经验数据：(1)低氮，氮含量?4%，为8∶2∶1.3；(2)中氮，氮含量4.8%～5%，比例为8∶2∶1.6；(3)高氮，氮含量7%～8%，比例为8∶2∶2.6(仅供参考)。含氮量越高，产品粘度越大，低温强度大，高温强度越低，反之亦然。为更好的增加产品的强度，可加少量硅烷偶联剂，在高温环境时，这一点尤为必要。　　3.2.3生产工艺流程　　先将甲醛加入釜中，在搅拌下加入尿素，并加总量1/4的糠醇，开蒸汽加热，并加氢氧化钠溶液调pH值。继续升温至98℃左右。此时可以从窥镜中看到有回流液，即反应产物产生。从见到回流液开始计时间，15 min即可，然后闭汽降温，开冷水降温。当温度降至60℃时，将余下的3/4糠醇用真空抽入釜中。加完糠醇后再用稀醋酸调pH值，使反应物的pH值在6.5左右(6.5±0.2)。然后真空脱水，脱水过程中蒸汽压力不宜过高，应不高于0.1 MPa，脱水时间以脱水量为准。脱水量的理论值为∶甲醛重量×(100～37)%+加入催化剂中的水。脱水完后，取样测pH值不小于6.5即可，此时破真空，闭汽，开水，冷至50℃以下，放料。　　3.3影响糠醇树脂性能的主要因素　　3.3.1原料配比　　原料配比是影响树脂性能的关键因素。实践证明，当甲醛用量过小时，得到的产物主要是一羟甲基脲，而一羟甲基脲很难生成树脂，往往使产品形成分层，影响产品质量。只有当甲醛用量适当是在反应初期生成较多的二甲羟基脲，才能在缩聚反应时生成优质的树脂。如果甲醛用量过多，树脂中有过多的游离甲醛，一方面造成环境污染和生产操作困难，对操作人员身体健康有害，也造成材料的浪费；另一方面也会降低固化后的耐水性，固化后的树脂缩水性增大，容易出现开裂。生产中尿素与甲醛(指纯品)的重量比约为1∶(0.8～1)在实际生产中，由于甲醛有挥发性，实际配比1∶1.1左右。　　糠醇的用量≥80%时，成品中氮含量低，树脂适于铸钢、铸铁。当糠醇用量≤60%时，产品仅适于铸铁，但成本低。　　3.3.2反应液的pH值　　树脂的反应分两个阶段进行，即加成反应和缩聚反应，在这两个反应中对pH值的要求是不一样的，前者大而后者小。在加成反应阶段，尿素与甲醛反应生成一羟甲基脲和二羟甲基脲，反应是在pH 7～8的弱碱性或中性中进行。如果反应在pH≥9的强碱性下进行甲醛会发生副反应生成甲酸，过多地消耗甲醛，加成反应速度变慢，生成的树脂放置会分层，影响树脂的强度和使用寿命。如果反应pH值≤5的酸性中进行，容易生成不溶于水的亚甲基脲的衍生物，且pH值越小，亚甲基脲的衍生物的生成量越多。　　缩聚反应阶段，pH值主要影响反应速度，pH值大则反应速度慢，而树脂缩聚速度慢势必影响生产周期，加大生产时间，造成原材物料的浪费。如果pH值过小，则反应速度快，瞬间生成较大的分子，使反应速度很难控制，会出现凝胶现象，产品不能使用，造成浪费，影响生产。　　所以，为了保证生产的正常进行，严格控制溶液的pH值是非常重要的，这是生产成败的关键，万万不可大意。　　3.3.3反应温度和时间　　反应温度是对反应速度、产品质量有较大影响的另一个重要因素，温度越高，反应速度越快。反应温度过高，一方面容易生成不溶于水的亚甲基脲的衍生物，另一方面会致使反应速度过快，容易造凝胶，生产不能正常进行。相反，温度太低，反应速度过慢，将大大延长生产周期，影响生产量，增加各项消耗，增加成本，降低经济效益。为此在整个生产过程中必需严格控制反应温度，以保证生产的正常进行。　　反应时间并不是一个独立因素，它受反应液pH值、反应温度、原料配比等诸因素的制约，如果其它条件都严格控制，反应时间越长，产品粘度越大。但也不能无限制地延长反应时间，应根据对产品质量的要求来掌握反应时间，以便得到相应的、理想的产品。　　4自硬型糠醇树脂砂工艺　　自硬糠醇树脂砂工艺是指在室温下，通过加入一定量的酸性固化剂，使其与糠醇树脂、铸造砂充分均匀混合，在砂箱或芯箱中，不需附加共他任何条件，自行硬化的一种造型、制芯工艺。其硬化时间和速度与室温、砂温和环境的温度有关，这种工艺的特点是可在常温下自行硬化成型，型砂有一定使用时间，适于单位和批量生产。　　自硬糠醇树脂砂工艺在我国应用较广，是一种技术比较成熟、使用经验比较丰富的造型工艺，我国大多数厂家采用此工艺。该工艺可采用不同含氮量的糠醇树脂，来适应铸钢、铸铁和其他有色金属的铸造工艺。　　该工艺常用的固化剂有：甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯磺酸。固化剂配成65%左右的水溶液(或水-乙醇溶液)，加入量根据铸件固化时间的不同和当时环境(如室温、空气温度等)来定。糠醇树脂的加入量一般为铸造用砂重量的0.8%～1.5%左右，混合砂可用时几分钟到十几分钟，起模时间可由十几分钟到几小时，混合砂要随用随配，不要配制过久，以免影响砂芯和铸件质量。

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