三乙胺法冷芯盒制芯工艺的应用

三乙胺是一种有机化合物，分子式为C6H15N，为无色油状液体，有强烈氨臭、易燃；稍溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。三乙胺下游应用范围广泛，可作为原料、溶剂、催化剂等使用，是最常用的有机碱之一，在医药、农药等领域也有非常广泛的应用。

三乙胺法冷芯盒工艺的介绍

三乙胺法冷芯盒工艺即酚醛氨基甲酸乙酯工艺,是冷芯盒制芯工艺方法中目前应用最广泛的一种,开发于1968年。其制芯工艺过程是,在定量原砂中按工艺配比加入组分Ⅰ酚醛树脂和组分Ⅱ聚异氰酸酯的双组分粘结剂,在混砂机中混均匀后得到冷芯砂,利用射芯机紧实到芯盒中,再借助气体发生器,以干燥的压缩空气或氮气等为载体将定量的雾化或汽化的三乙胺催化剂通过吹气板吹入芯盒,将双组分粘结剂中的羟基和异氰酸催化变成尿烷而硬化,继而靠载体气体清洗出芯砂中残余的三乙胺,得到具有一定强度、满足工艺要求的砂芯。

三乙胺法冷芯盒工艺的优点

冷芯盒法制芯工艺用的芯盒不需加热,免去了芯盒热变形,砂芯精度高,芯盒寿命长,芯盒材质可视生产批量大小等条件选用钢、铸铁、铝、塑料、木材等。冷芯盒制芯工艺化学反应迅速,固化周期短,生产效率高,砂芯发气量较低,溃散性好,易清砂,铸件表面光洁,废品率低,综合成本低,易于组织自动化生产,经济效益显著。因此,在近20年的发展中,日益取代油砂法、热芯盒法、壳芯法等传统制芯工艺。在欧美等有些工厂采用三乙胺法冷芯盒制芯工艺生产的砂芯重量达砂芯总重量的70%以上。

为适应铸造工艺各方面的不同要求,特别是提高现行三乙胺法冷芯盒砂芯的热强度,防止在浇注金属高温作用下,砂芯过早溃散、变形、开裂造成废品,美国有关部门研究出高热强度三乙胺冷芯盒工艺,将现行三乙胺法冷芯盒工艺用的粘结剂组分Ⅰ酚醛树脂改为酚醛多元醇树脂,其他不变。这样,溃散时间从不到100s延迟到400s。

国外对于三乙胺法冷芯盒工艺的研究

德国、美国、意大利、西班牙、日本等各国对三乙胺法冷芯盒工艺配套设备,射芯机、气体发生器、芯砂混砂机、空气干燥器、砂加热冷却器、废气净化装置等的研究逐步深入,不断采用新技术、新专利形成各具特色的系列化生产。例如,采用低压射头、无射砂筒结构,不同方式的胺和树脂容积定量、时间定量,从而使定量精度提高,调节灵活方便,满足了吹胺压力特征曲线的比例阀技术、大功率加热汽化器等。特别是在控制方面采用PLC自由可编程序控制、屏幕显示、生产参数调整储存、故障诊断、砂料位检测等,使三乙胺法冷芯盒制芯系统的生产达到完全自动化的新水平。

近来,我国也开展了三乙胺法及其他方法冷芯盒工艺、材料、设备的科研探索应用开发工作，应用推广三乙胺法冷芯盒工艺技术取得了明显的经济效益,充分显示了三乙胺法冷芯盒工艺的优越性,部分代替了热芯盒制芯,绝大部分代替了合脂油制芯,缩短了生产周期,铸件质量提高,改善了生产环境。