模具和新型造型线模型模具行业的支撑材料和标准件结构的现状,特别是第八个五年计划以来,先后组织了许多相关的材料研究机构、高校和钢铁企业,对模具专用系列钢、模具专用硬质合金等特殊工具及辅助材料进行了研究与开发等。并且已经普及了。但由于材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种又小又大在模具和特殊模具所需的钢和规格方面仍有差距。在钢材供应方面,未能有效解决用户零星消费与钢厂批量生产供需矛盾。此外,近年来,国外模具钢相继在我国建立了销售网点,但由于受渠道不畅、技术服务支持薄弱、价格高、结汇制度等因素的影响,目前造型线模型设计模具钢的推广应用并不多。
粘结剂热塑性酚醛树脂对不同材质及要求的铸件和制芯工艺,所用的新型造型线模型覆膜砂应包括不同特性的酚醛树脂,如:对铸钢覆膜砂和铸铝覆膜砂,所用的酚醛树脂差异就很大。所以铸造用酚醛树脂应按铸件的材质和使用状态分类。国产树脂与原砂的润湿性能差,需较高的覆膜温度,国产树脂粘度也较高,要求混砂设备的动力消耗大,且易造成树脂膜分布不均,厚度不均,覆膜砂强度低,树脂加入量高。对造型线模型设计覆膜砂所用的热塑性酚醛树脂要求内聚强度和附着强度要高,而在砂覆膜时树脂流动性(粘度低)要好。为了提高生产率,聚合速度(固化速度)要快,不仅要求发气量低而且要求有适宜的发气速度以及吸湿性要低和软化点适中等。特别要提到的是酚醛树脂中含有游离酚等有害气体,不利于环保,并有害工人健康,因此要求游离酚及有害气体要低。
新型造型线模型热芯盒制芯工艺可采用呋喃树脂可用作粘结剂,热固性酚醛树脂和脲醛树脂也可用作热芯盒制芯工艺。但热固性酚醛树脂的保留期较短,只能存放3个月,夏季较短。酚醛树脂砂在室温下的强度和硬化速度不如脲醛树脂,但含氮量很少,其热强度、析气性和吸湿性均优于脲醛树脂砂。本发明的砂芯成本低廉,常温强度高,硬化速度快,砂芯出砂性能好,但树脂粘度大,混合不容易,砂芯的热强度低,空气排放量大,吸湿大,氮含量高。浇注过程中,造型线模型设计脲醛树脂受热分解生成氨(NH3)。氨会进一步分解成氮和氢,同时扩散到金属。因此,一些树脂含量较低的铸造厂被用来生产呋喃树脂。
典型的新型造型线模型铸造模具用钢3Cr2W8V钢用作铝合金和镁合金挤压型腔零件,一般是采用调质处理,再经表面氮化工艺。也可对其采用分级淬火工艺,来获得变形量小、又均质高硬度的型腔零件。采用分级淬火工艺可使热处理变形明显减少,无需再进行精加工即可直接使用。也可以在分级淬火后,经表面化学热处理后再使用。此种处理的造型线模型设计模具零件可以获得较高的使用寿命。3Cr2W8V钢用作铜合金和黑色金属挤压型腔零件,一般要选取含碳量低的(≤0.35%C)炉号,采用淬火加高温回火热处理工艺。淬火温度最好选取1 100~1 150 C ,硬度控制在38~42 HRC之间,此种模具的型腔表面不采用氮化等表面处理。