覆膜砂的发气性和什么因素有关?
一、原材料特性:发气的根本来源
粘结剂与固化剂是发气的核心源头。酚醛树脂中游离酚、游离甲醛含量越高,高温分解产生的 CO、CH₄等气体越多,游离酚超 4% 时总发气量增加 25% 以上;低发气专用树脂通过提纯工艺将游离酚控制在 2% 以内,可降低发气量 15%-20%。树脂用量需准确,常规添加量为 2%-3%,每多添加 1%,发气量上升 3-5ml/100g。
固化剂乌洛托品添加量若超过树脂的 20%,不仅导致砂芯脆化,还会因过量分解产生氨和甲醛,使发气量增加 8-10ml/100g。有机类添加剂(如纤维素)添加量超 3% 时,高温分解会显著增气,每增 1% 对应发气量升 1-2ml。
原砂含泥量>0.3% 时,泥土中的腐殖质会加剧发气,且泥土吸附的水分在高温下蒸发,使发气速度骤增。原砂水分若超 0.2%,每增 0.1% 水分,前 30 秒发气量可增 2-3ml,成为气孔诱因。
二、生产工艺:发气特性的关键调控
热覆膜工艺中,原砂加热温度超 180℃会导致树脂提前焦化,生成的不稳定中间体在浇注时二次分解,使发气量增 12%-18%;温度低于 140℃则树脂包覆不完全,砂粒缝隙易吸潮,间接增气。
混制时间过长(超 150 秒)会引发树脂与固化剂过度反应,生成更多易挥发小分子,发气量升 10%;混制不均则造成同批次砂发气量波动达 5-8ml,增加质量风险。
冷却速度过慢(<5℃/min)会使砂粒内部残留未反应树脂,高温下集中分解产气;破碎过度导致细粉含量超 8%,会因比表面积增加使发气量升 5%-7%。
三、储存与使用:发气性的间接影响
储存环境湿度>60% 时,覆膜砂吸湿量随时间递增,存放 30 天水分可增 0.3%-0.5%,对应发气量升 6-10ml。存放超 3 个月,树脂老化会使发气量增 20% 以上。
浇注时金属液温度超 1450℃,会加速覆膜砂热分解,发气量较 1380℃时增 30%;砂芯厚度>50mm 时,内部气体难以及时排出,易形成皮下气孔。
综上,控制发气性需优先选用低游离酚树脂、严控原砂水分(<0.2%),优化加热温度(140-160℃)与混制时间,密封防潮储存,将总发气量控制在 20ml/100g 以内,以保障铸件质量。

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