3D打印耗材对树脂砂型性能影响的对比研究

研究了3D打印耗材对树脂砂型性能的影响,获得了打印耗材参数及打印参数对砂型性能的影响规律:(1)随着呋喃树脂加入量的增加,砂型的抗拉强度、抗压强度及抗弯强度均随着增加,而砂型透气性则随之降低;(2)随着砂粒直径的增加,砂型的抗拉强度、抗压强度及抗弯强度均随着增加,砂型透气性增加得十分明显;(3)随着打印层厚的增加,抗压强度、抗弯强度及抗拉强度均随之减小,而砂型透气性却随之增加。通过相同的打印参数下国产和进口耗材打印的砂型性能的对比分析发现,尽管国产耗材与进口耗材打印的砂型性能上还有一定的差距,但在满足使用要求上已经十分接近,采用国产耗材替代进口耗材是可行的。     

原砂及树脂加入量对覆膜砂性能的影响

以硅砂和宝珠砂为原砂、酚醛树脂为粘结剂制备覆膜砂,研究了原砂种类、粒度以及树脂加入量对覆膜砂性能的影响.试验结果表明:在原砂粒度为50～200目范围内,制备条件相同条件下,覆膜宝珠砂的强度是相同粒度覆膜硅砂的1.2～1.6倍;原砂太粗或者太细,覆膜砂强度一般,100/50目的覆膜砂强度相对较高;当树脂加入量为0.8％～...     

激光3D打印用覆膜砂的制备工艺研究

使用热法覆膜工艺开发适用于激光3D打印砂型砂芯用的覆膜砂烧结材料。以硅砂作为原砂,以PF-1904和PFR-1350两种热塑性酚醛树脂按1:1比例混合作为粘结剂,通过正交试验的方法探索最佳的覆膜工艺参数。结果表明,为获得较高的覆膜砂常温抗拉强度,宜选用的制备工艺参数为砂温180℃,树脂含量3%,加固化剂后混砂40 s,加硬脂酸钙后混砂时间30 s。覆膜砂经激光选区烧结后,其抗拉强度达到3.42 MPa,基本满足新材料的开发要求。     

一种铸造用复合改性水玻璃粘结剂的研究

以钠水玻璃作为粘结剂主体,为了进一步提高粘结剂的抗拉强度,对水玻璃进行了复合改性.首先通过对比试验确定了改性剂的种类,然后通过正交试验优化了粘结剂组分配比(质量比)∶钠水玻璃∶氢氧化钾∶氢氧化钠∶H剂:三聚磷酸钠=1 000 ∶ 30 ∶ 40 ∶ 20 ∶ 15.改性后粘结剂的粘度为362.5 mPa·s,密度为1....     

覆膜砂制备工艺的研究

为提高铸造用覆膜砂壳型强度,考察了覆膜砂制备工艺中覆膜温度、加入固化剂前的冷却速率、原砂粒径等参数对壳型热态和常温抗拉强度的影响。试验结果表明,选用粒径为50-140目的原砂,将原砂加热至树脂熔融温度上限进行覆膜,并以1.30℃/s的速率急速冷却至110℃,可有效提高覆膜效果及最终壳型强度。     

复合硬化改性水玻璃粘结剂的研究

以钠水玻璃作为粘结剂主体,为了提高粘结剂的抗拉强度,对水玻璃进行了有机改性,通过对比试验确定了改性剂的种类,通过正交试验确定了改性剂的最佳配比。研究结果表明,复合改性水玻璃粘结剂的最佳配比(质量分数)为:水玻璃∶KOH∶葡萄糖∶山梨醇∶M剂=100∶10∶1.0∶1.0∶1.5,其粘度为450 mPa·s,密度为1.53 g/cm3。在改性水玻璃粘结剂加入量(占砂重)2%,采用吹CO2气体+压缩空气+粉状促硬剂的复合工艺进行硬化,其中粉状促硬剂加入量0.4%,吹气时间60 s条件下,试样的即时抗拉强度可达到0.30 MPa,4 h抗拉强度可达到0.82 MPa,24 h抗拉强度达到1.08 MPa以上。本研究的粘结剂无毒环保、硬化快速,所得混合料流动性良好,砂芯(型)表面光滑、溃散性良好,综合工艺性能优良。     

陶粒砂与硅砂在3D打印砂型中的性能对比研究

对比研究了陶粒砂与硅砂在3D打印铸造砂型中的性能,试验采用铸造3D打印机分别以陶粒砂和硅砂打印砂型,并用打印出的柴油机缸盖和机床床身砂型浇注铸件,对比结果显示:(1)采用3D打印机同参数打印的砂芯,陶粒砂砂芯抗压强度较硅砂砂芯高出18%,紧实度也高于硅砂,透气性高出25%;(2)陶粒砂砂芯浇注的柴油机缸盖铸件无粘砂和脉状纹缺陷,合格率高于硅砂浇注的铸件;(3)对于较大的机床铸件,陶粒砂铸件相比硅砂铸件存在较多的机械粘砂缺陷,但清理较为容易,陶粒砂因膨胀系数低,铸件内腔不易产生脉状纹缺陷;(4)陶粒砂的再生率为99.25%,较硅砂94.36%的再生率存在明显优势。     

铸造用高强度改性酚醛树脂覆膜砂的研制

叙述了添加己内酰胺改性剂的树脂合成工艺,测得改性酚醛树脂性能为:软化点85～90℃,聚速50～60 s,游离酚＜6%,粘度40～45 s.介绍了热法覆膜工艺,用SWY型液压强度试验机测定了覆膜砂的抗拉强度和抗弯强度,结果表明:在相同的树脂加入量下与采用未改性的树脂比较,覆膜砂的抗拉强度提高15%,抗弯强度提高20%以上,同时型砂的溃散性得到改善,发气量也降低.     

响应面法优化3D打印呋喃树脂砂工艺条件

呋喃树脂砂的工艺性与3D打印复杂砂型的性能直接相关。在单因素试验的基础上,确定了树脂加入量、固化剂加入量、固化温度和固化时间4个因素的水平范围,选择呋喃树脂砂的抗拉强度作为响应值,通过响应面分析(RSA)优化呋喃树脂砂的工艺条件。预测结果表明,呋喃树脂砂的最佳工艺条件:树脂加入量为3.6%,固化剂加入量为27%,固化温度为120℃,固化时间为61min。试验证明,优化工艺条件下呋喃树脂砂的抗拉强度为1.59MPa,与预测值接近。     

铸造原砂表面物理改性对其工艺性能的影响

研究了铸造原砂表面物理改性对其工艺性能的影响,通过碾压对铸造原砂表面进行物理改性,对比改性前后的物化检测结果和形貌变化,将改进前后的原砂制成标准的树脂砂试样,检测其抗拉强度的变化。试验结果表明:原砂经过碾压处理,砂粒之间相互摩擦研磨,砂粒比未处理前颗粒变小,分布更加均匀,粒形更加圆整,有利于有机粘结剂的使用;通过对试样抗拉强度对比分析可知,制成的树脂砂可用时间长,且抗拉强度更加稳定。     

热芯盒制芯原材料及工艺参数的探讨

介绍了株洲电力机车厂进口的意大利热芯盒射芯机调试及正常生产所用树脂砂的原材料的优选,包括原砂的选用、催化剂种类及最佳配比、树脂的选择及加入量,并介绍了制芯工艺参数的选择。     

原材料对酚醛树脂覆膜砂性能的影响

研究了热塑性酚醛树脂和原砂对覆膜砂性能的影响.结果表明,改性树脂能够大幅度提高覆膜砂的强度;相比于大林砂,宝珠砂能够改善覆膜砂的性能,其冷态比抗拉强度和比抗弯强度分别达到3.16MPa/1%和4.35MPa/1%.适合于高性能覆膜砂的制备;而相比于锆英砂,采用宝珠砂混制覆膜砂具有良好的经济性.     

梯度化铸型导热系数的实验研究

在树脂砂中加入石墨粉和锆砂,利用导热系数仪测量砂型导热系数,研究了锆砂和石墨粉的含量对铸型导热系数的影响,进行了实验验证,与Maxwell模型模拟计算的导热系数进行对比研究。结果表明,在石墨粉含量为8%、锆砂含量为30%时,砂型导热系数达到最大值,与树脂砂型相比导热系数提高了90%;混合砂型的晶粒比树脂砂型的细4μm。混合砂型浇注得到的铸件的抗拉强度比树脂砂型的抗拉强度高3%～4%,伸长率下降了0.8%～0.9%。     

陶瓷砂三乙胺法冷芯盒制芯在缸体生产中的应用

介绍了陶瓷砂的特点,不同原砂配合对比试验表明：单一陶瓷砂的混砂方案强度最高且发气量最低。在实际生产中,应采用粒度较粗的宝珠砂,并选用热稳定性较高的树脂,将原砂使用温度控制在15-40℃;同时要检验芯砂的即时抗拉强度和终强度,作为调整树脂加入量的依据。     

湿法再生砂在冷芯盒制芯中的应用及性能分析

介绍了湿型旧砂的湿法再生流程和再生砂性能指标相对于原砂的变化,试验研究了再生砂加入比例对砂芯强度的影响、湿法再生砂的抗潮性以及配比砂和原砂制样上涂料前后强度变化,最后指出:(1)湿法再生砂和原砂混配制芯,随着再生砂比例增加,样块的3h强度降低;(2)配比砂制样涂料后强度降低幅度较原砂大,湿法再生砂的抗潮性较原砂差;(3...     

基于无模铸造精密成形技术的型砂切削性能研究

基于无模铸造精密成形技术的复合铸型工艺可为复杂铸件高质量铸造提供解决方案。本文通过对复合铸型工艺用各种型砂(包括硅砂、宝珠砂、铬铁矿砂、锆英砂以及钢丸混砂等)的力学性能及切削性能进行深入研究,得知:型砂的抗拉强度随着树脂和固化剂含量的增加而增大,达到一定值后下降;砂型切削力与型砂抗拉强度呈正比关系,砂型表面尺寸相对误差随着抗拉强度的增加呈现先减小后增大的趋势,抗拉强度值在0.8~1.5 MPa时其切削性能较好。同时,研究获得了复合铸型用型砂最优配比范围。本文研究成果可为复杂金属件高质量铸造提供技术保障。     

覆膜砂工艺参数优化的研究

通过对覆膜全过程的分析和优化实验，确定影响覆膜砂性能的工艺因素主要有：原砂的加热温度、加入树脂后的混砂时间、加入固化剂的混砂时间等，为了获得最佳的工艺参数，对各个工艺参数进行了正交实验。实验结果表明：为获得较高的热态抗拉强度，可以选用砂温180℃，加树脂后的混砂时间为100S，加固化剂后的混制时间为40S，加硬脂酸钙后的混制时间为30S；为获得较好的常温抗拉强度，可以选用砂温180℃，加树脂后的混砂时间为80s，加固化剂后的混制时间为30s，加硬脂酸钙后的混制时间为20s。     

选区激光烧结用覆膜锆砂的制备及其SLS成形工艺研究

采用冷、热法制备了覆膜锆砂,并进行了选区激光烧结成形工艺研究,着重探讨了单层扫描面积和激光功率对SLS覆膜锆砂砂型抗拉强度的影响。结果表明:在树脂含量相等条件下,相对于冷法,热法制备的覆膜锆砂的SLS成形砂型抗拉强度明显更高;单层扫描面积对覆膜锆砂砂型抗拉强度影响显著,随着扫描面积的增大,在同样烧结参数下,其成形初强度由0.27 MPa迅速下降到0.04 MPa;而激光功率是决定覆膜锆砂砂型抗拉强度的关键因素,115/170目覆膜锆砂粘结剂含量为2%的条件下,扫描面积约1 900 mm~2,合适的激光功率为35 W,成功制备覆膜锆砂砂型,并浇注出轮廓清晰、表面光亮的钛合金铸件。     

羧甲基纤维素钠对铸造用硅砂表面处理的研究

采用羧甲基纤维素钠溶液(CMC-Na)对铸造用硅砂表面进行预处理,在硅砂表面覆盖一层有机薄膜,研究了CMC-Na处理液浓度、加入量、硅砂的预热温度等对表面处理效果的影响。通过型砂强度、发气量测定等方法研究了改性硅砂性能的变化。结果表明:硅砂预热温度为100℃时,采用2%浓度的CMC-Na处理液与硅砂以质量比为1.75:100进行混砂90~100s,表面处理效果最佳。采用气硬冷芯盒法制芯时,如果树脂粘结剂的加入量相同,则改性硅砂的砂芯强度比未改性的提高近30%;在满足生产用的砂芯强度要求下,改性硅砂的树脂加入量可降低20%,型砂的发气量从10.3 mL/g下降到8.2 mL/g。     

石英砂高温改性对酯硬化水玻璃砂性能的影响

通过对由平度人造石英砂、围场砂和梧龙砂高温改性后混制的水玻璃砂铸造工艺性能的研究，发现在环境温度和湿度相同的条件下，随焙烧温度升高，型砂的抗拉强度提高；相同的焙烧温度下，高温焙烧对不同原砂的改性作用不同；对三种原砂而言，其抗拉强度还受到环境湿度和温度的影响，在相同的环境温度下，湿度越大，水玻璃砂的抗拉强度越低。提出了石英砂高温改性对酯硬化水玻璃砂性能的影响规律。