一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于所述樹(shù)脂砂型配方為：樹(shù)脂加入量為原砂的0.9％～2.8％，固化劑為原砂重量的0.3％～1.4％，添加劑為原砂重量的0.03％～0.07％。其中所述樹(shù)脂為單一配比，所述固化劑由混合均勻的第一組分和第二組分組成；所述原砂采用單篩、多篩砂進(jìn)行配比。根據(jù)本發(fā)明所述方法配置的樹(shù)脂砂，型砂強(qiáng)度高，切削過(guò)程中砂粒飛濺少，刀具磨損小，沒(méi)有砂型開(kāi)裂現(xiàn)象，加工出的鑄型尺寸精度高，切削性能良好。
【專利說(shuō)明】—種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，屬于鑄造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]造型材料在鑄造生產(chǎn)中占有重要的地位，其質(zhì)量好壞直接影響鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鑄造生產(chǎn)中往往由于造型材料質(zhì)量低劣或使用不當(dāng)而造成鑄件報(bào)廢的約占總廢品率的50%以上。造型、制芯費(fèi)用占鑄件生產(chǎn)總成本的1/2左右，金屬熔煉占成本1/4，其余1/4的成本要花費(fèi)在鑄件清理及其后處理工序上，其中清理工序成本的70%與造型材料有著密切的關(guān)系。由此可見(jiàn)，鑄件生產(chǎn)總成本中的70%左右和一半以上的質(zhì)量問(wèn)題都與造型材料及其應(yīng)用有關(guān)。顯然，研究開(kāi)發(fā)造型材料的新品種，生產(chǎn)供應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)需要的造型材料，以及合理選用各種造型材料，對(duì)于提高鑄件質(zhì)量、降低成本、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改變鑄造生產(chǎn)面貌有著現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。
[0003]近年來(lái)，毛坯精化及近無(wú)余量鑄造，潔凈以及高效生產(chǎn)成為世界各國(guó)鑄造工作者追求的共同目標(biāo)。鑒于此，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家目前將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用于制造鑄型，是傳統(tǒng)鑄造工業(yè)的重大變革。該加工技術(shù)是直接采用數(shù)控成形設(shè)備加工砂型，獲得澆注的鑄型，不需要傳統(tǒng)的鑄造模樣，不僅制造速度快，而且精度高。由于在封閉環(huán)境中加工，成形過(guò)程中的廢棄物如粉塵、廢氣、廢渣等可以得到回收。應(yīng)用該技術(shù)以后，由于省略了模樣的制造環(huán)節(jié)而對(duì)型砂進(jìn)行直接加工，使分型面的選擇具有更大的靈活性，更易實(shí)現(xiàn)造型方案多樣化，因而可使大型復(fù)雜鑄件的交貨期從原來(lái)的2-3周縮短到I周左右，鑄件的精度大為提高，且減輕了毛坯重量。因此，該技術(shù)特別適用于新產(chǎn)品的研究試制以及單件小批量、重要復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)，且具有節(jié)約材料、降低能源消耗的綠色化優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前，造型材料(即型砂)的配方經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)驗(yàn)證的已有上百種，但是現(xiàn)有造型材料的配方幾乎都是針對(duì)傳統(tǒng)的木模造型而研制的，其可加工性能的研究迄今為止未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，而基于數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)制造鑄型對(duì)型砂的可加工性能有著較高的要求。傳統(tǒng)的樹(shù)脂型砂配方在切削加工過(guò)程中，容易出現(xiàn)砂粒飛濺、砂型開(kāi)裂、刀具急劇磨損等現(xiàn)象，特別在加工復(fù)雜、薄壁等鑄型時(shí)容易出現(xiàn)塌型、強(qiáng)度不足等現(xiàn)象。這些嚴(yán)重制約了基于數(shù)控成形設(shè)備生產(chǎn)制造鑄型技術(shù)的發(fā)展，因此迫切需要研發(fā)出既能滿足鑄造性能又能滿足切削性能的樹(shù)脂型砂配方。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)采用傳統(tǒng)樹(shù)脂型砂配方的砂坯進(jìn)行切削加工存在切削性能差的不足，提供一種適合切削加工又滿足鑄造性能的型砂配方。
[0006]本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于所述樹(shù)脂砂坯的型砂配方為:樹(shù)脂加入量為原砂的0.9%?2.8%，固化劑為原砂重量的0.3%?1.4%，添加劑為原砂重量的0.03%?0.07%。
[0007]進(jìn)一步地，上述配方中樹(shù)脂為單一配比，固化劑由混合均勻的第一組分和第二組分組成；原砂采用單篩、多篩砂進(jìn)行配比。
[0008]進(jìn)一步地，上述配方中固化劑第一組分和第二組分的重量比為1:1?1:2，原砂粒度為40-70目、50-100目、80-120目、70-140等；二篩砂配比為50目占40%?80%，100目占20%?60% ;三篩砂配比為50目占5%?15%，70目占40%?70%，100目占55%?15% ；四篩砂配比50目占10%?20%，70目占40%?60%，100目占5%?40%，140目占10%?15%。
[0009]進(jìn)一步地，所述原砂為石英砂、鋯砂、鎂砂、橄欖石砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂或者石灰石砂。
[0010]進(jìn)一步地，所述固化劑的主要成分為對(duì)甲苯磺酸、甘油醋酸酯、不同種類有機(jī)酯坐寸O
[0011]進(jìn)一步地，所述原砂成分是二氧化硅，含量為95%-98.7%，角形系數(shù)為1.1?1.35，型砂粒度為50-100目、70-140目、80-120目或者100-200目。
[0012]本發(fā)明提供的適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方的制備方法為:按照配置比例取用原砂、樹(shù)脂、固化劑，將固化劑加入原砂中混制1.5?2.5分鐘，加入樹(shù)脂，充分混勻0.5?I分鐘，出砂到砂箱中自硬。
[0013]上述敘述的適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方制備方法，混制可人工也可機(jī)器混制，最后在常溫下靜置成形。
[0014]本發(fā)明具有如下有益效果:
(I)該配方的樹(shù)脂砂坯，型砂強(qiáng)度高，適合切削加工，又能滿足鑄造性能。
[0015](2)該配方砂坯在切削過(guò)程中砂粒飛濺少，刀具磨損小，沒(méi)有砂型開(kāi)裂現(xiàn)象，加工出的鑄型尺寸精度高，切削性能良好。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，所舉實(shí)例僅用于解釋本發(fā)明，并非用于對(duì)本發(fā)明的限定。
[0017]實(shí)施例一:利用本發(fā)明制作出型砂強(qiáng)度較高，適宜于切削加工的砂型。具體步驟如下:
1)取原砂為硅砂，主要成分二氧化硅，含量為96%，角形系數(shù)為<1.25，型砂粒度為50-100 目；
2)取堿性酚醛樹(shù)脂(常溫下黏度彡240mpa.s，密度1.2?1.3g/cm3)作為粘結(jié)劑，樹(shù)脂加入量為原砂重量的2% ；
3)取固化劑(主要成分為甘油醋酸酯，常溫下黏度<40mpa.S，密度1.1?1.25g/cm3)，固化劑第一組分和第二組分的重量比為1:1，第一組分和第二組分為不同種類(固化速度快慢不同)有機(jī)酯，固化劑加入量為原砂重量的0.4%，即為樹(shù)脂重量的20% ；
4)將上述材料準(zhǔn)備好后加入固化劑混砂約1.5分鐘，然后加入樹(shù)脂30秒后取樣，制“8”字試樣；
5)在型砂強(qiáng)度測(cè)試儀上測(cè)試該型砂砂坯的抗拉強(qiáng)度為1.2 MPa ；
6)制備同上述配方的砂型，在數(shù)控成形機(jī)上進(jìn)行切削加工，并測(cè)試其切削性能；經(jīng)測(cè)試得知:本配方的砂坯在切削過(guò)程中砂粒飛濺少，刀具磨損小，沒(méi)有砂型開(kāi)裂現(xiàn)象，加工出的鑄型尺寸精度高，表明該砂坯切削性能良好。
[0018]實(shí)施例二:利用本發(fā)明制作出適宜于切削加工的三篩配方砂型。具體步驟如下:
1)選取原砂為硅砂，主要成分二氧化硅，含量為96%，角形系數(shù)<1.30，型砂粒度為50目、70目、100目。其中三種粒度砂的組分含量為:50目占原砂重量20%，70目占原砂重量35%，100目占原砂重量45% ；
2)取堿性酚醛樹(shù)脂(常溫下黏度彡240mpa.s，密度1.2?1.3g/cm3)作為粘結(jié)劑，樹(shù)脂加入量為原砂重量的2.5% ;
3)取固化劑(主要成分為甘油醋酸酯，常溫下黏度彡240mpa.s，密度1.1?1.25g/cm3)，固化劑第一組分和第二組分的重量比為1:2，第一組分和第二組分的成分同上述實(shí)施例一，固化劑加入量為原砂重量的0.5%，即為樹(shù)脂重量的20% ；
4)砂還制備材料準(zhǔn)備好后加入固化劑混砂1.5分鐘，然后加入樹(shù)脂混制30秒后取樣，制“8”字試樣；
5)在型砂強(qiáng)度測(cè)試儀上測(cè)試該型砂抗拉強(qiáng)度為1.27Mpa ；
6)按照上述配方配置砂型，在數(shù)控成形機(jī)上進(jìn)行切削加工，并測(cè)試其切削性能；經(jīng)測(cè)試得知:本配方的砂坯在切削過(guò)程中砂粒飛濺少，刀具磨損小，沒(méi)有砂型開(kāi)裂現(xiàn)象，加工出的鑄型尺寸精度高，砂坯切削性能良好。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于所述樹(shù)脂砂型配方為:樹(shù)脂加入量為原砂的0.9%?2.8%，固化劑為原砂重量的0.3%?1.4%，添加劑為原砂重量的0.03%?0.07%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于，樹(shù)脂為單一配比，固化劑由混合均勻的第一組分和第二組分組成；原砂采用單篩、多篩砂進(jìn)行配比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固化劑第一組分和第二組分的重量比為1:1?1:2，原砂粒度為40-70目、50-100目、80-120目、70-140等；二篩砂配比為50目占40%?80%，100目占20%?60% ;三篩砂配比為50目占5%?15%，70目占40%?70%，100目占55%?15% ；四篩砂配比50目占10%?20%，70目占40%?60%，100目占5%?40%，140目占10%?15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于所述原砂為石英砂、鋯砂、鎂砂、橄欖石砂、寶珠砂、鉻鐵礦砂或者石灰石砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于所述固化劑是對(duì)甲苯磺酸、甘油醋酸酯、不同種類有機(jī)酯等。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原砂，其特征在于所述原砂成分是二氧化硅，含量為95%-98.7%，角形系數(shù)為1.1?1.35，型砂粒度為50-100目、70-140目、80-120目或者100-200 目。
7.—種如權(quán)利要求1所述的樹(shù)脂砂型配方，其特征在于，按照配置比例取用原砂、樹(shù)月旨、固化劑，將固化劑加入原砂中混制1.5?2.5分鐘，加入樹(shù)脂，充分混勻0.5?I分鐘，出砂到砂箱中自硬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適宜于切削加工的樹(shù)脂砂型配方的制備方法，其特征在于，混制可人工也可機(jī)器混制，最后在常溫下靜置成形。
【文檔編號(hào)】B22C1/02GK104190857SQ201410417687
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】單忠德, 劉麗敏, 董曉麗, 劉豐 申請(qǐng)人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心