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,所用的新型覆膜砂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。对覆膜砂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。
根据中国新型覆膜砂模具行业协会的划分,我国模具工业产品结构现状基本分为10大类,其中覆膜砂设计冲压模具和塑料成型模具占主要部分。产值上去看,目前咱国冲压模约占百分之五十,塑性成形模约占百分之二十,拉深模(工具)约占百分之十,且世界发达工业国家和地区塑性成形模所占比重一般占模具总产值的百分之四十以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等,精冲模,精密多工位级进模还为数不多,
典型的新型覆膜砂铸造模具用钢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。此种处理的覆膜砂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。
新型覆膜砂覆膜砂用原砂根据铸件的材质和特性不同,要求选用不同品种和性质的原砂。通常用天然硅砂,有特殊性能要求的可选用锆英砂、铬铁矿砂以及镁橄榄石砂等原砂。如果原砂经高温焙烧或采用旧砂再生,可降低硅砂的热膨胀率,去除硅砂表面有机物(高温时会分解出气体)以及改变砂粒表面特性。用焙烧砂生产的覆膜砂膨胀率低、发气量少、强度高,而且对消除或减少铸件粘砂、变形、型芯裂纹、断裂都有好处。不论哪种原砂都要求砂的形态及形貌要好,粒形最好呈圆形,粒度分布适宜,微粉含量低。通过擦洗或其他方式降低含泥量和灼碱龟,提高原砂品位,从而降低辅料的加入量,可大幅度提高覆膜砂的使用性能和工艺性能,为生产优质覆膜砂设计覆膜砂提供条件,有助于降低废品和提高生产率。
精铸件生产中经常使用原砂新型覆膜砂覆膜砂,因此对原砂的质量要求较高,有时有特殊要求。尽管圆形晶粒形状好,但在良好的设备、工艺和其它材料的情况下,具有稍差晶粒形状的原砂也可产生高质量的覆膜砂设计覆膜砂。砂粒表面无缺陷,Si02含量高,其中无云母等毛状颗粒。建议用图像分析仪测量原砂的颗粒形状。泥浆含量应控制在0.2%以下。建议采用摩擦脱泥工艺。试验结果表明,在适当的粒径分布下,强度可提高10%-15%。
新型覆膜砂模具工业现状由于历史原因形成的封闭式、“大而全”、“小而全”的企业特征,我国.大多数企业都有模具车间,处于我厂的配套地位。模具产业化和生产专业化的概念产生于20世纪70年代末。模具工业的主要加工设备分布在各部门主要产品工厂的工业模具车间,生产出的模具基本上是自生产的。据粗略估算,产品厂的覆膜砂设计模具加工设备占全国模具加工设备的75%。设备水平好,技术力量强,生产潜力大。但是,它们主要服务于工厂的产品,与市场接触较少,经营机制不灵活,不能发挥人力物力的潜力。"模具专业工厂"仅有两百左右,商品模只占总的20%左右,模具标准件的商品率小于20%。由于受旧管理体制的深刻影响,缺乏统筹规划和组织协调,存在“中到全”、“小到全”、生产效率低、经济效益差的结构性缺陷。