树脂是制备高质量新型消失模覆膜砂的关键材料。对树脂的要求具备以下优点:(1)较高的比强度,可降低覆膜砂的发气量和成本。(2) 较快的聚合速度,可提高制芯效率。(3) 较低的游离酚含量,可改善消失模设计铸造车间环境和劳动条件。(4) 较全的品种,可满足不同的需要。
新型消失模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,消失模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。
新型消失模铸造模具的热处理铝,镁和锌等低熔点合金用挤压铸造模具的热处理一般选用热模工具钢作为模具材料,经调质处理后再进行氮化或氰化等表面处理。采用4Cr5MoSiV1钢制作模具时,也可采用近年来发展起来的真空热处理技术。使用结果表明,4Cr5MoSiV1钢比较适用于铝、镁和锌等合金的挤压消失模设计模具,并能获得比3Cr2W8V钢更高的使用寿命。铜合金用挤压铸造 模具的热处理,对常用的模具钢3Cr2W8V钢主要进行调质处理,对模具还要进行渗氮处理以避免粘焊,但是渗氮后脆性增加,故需再进行高温回火。黑色金属用挤压铸造模具的热处理一般采用渗金属及三元共渗工艺,以提高模具的抗热疲劳性能。
铸造黑色金属用青海新型模具材料钢和铸铁的浇注温度约在1 300~1 600 C之间,因此,模具零件多采用铬钨钒或铬钼钒等模具钢,并经调质处理。若模具尺寸精度要求不高,也可采用低碳钢。黑色金属用模具的寿命一般只有几百次到儿千次,冲头和型芯的寿命则更短。最为常用的3Cr2W8V钢由于其热疲劳抗力差,使用寿命很低。新型消失模模具的低寿命已成为黑色金属挤压铸造中的难题 目前,国内外正在大力研究使用钼、钨或铌基难熔合金,铁、钴、镍基耐热合金以及其它材料。如钨基合金Anviloy 1150、MTZ钼基合金、镍基高温合金Inconel718、GH-761等几种合金也同样适用于挤压铸造黑色金属用模具材料。表1是挤压铸造型腔材料选择的情况。