含呋喃樹脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂改性技術研究.pdf

1、作為較早掌握鑄造技術的國家，我國的鑄造歷史可追溯到6000年以前。進入21世紀以后，我國的鑄件年產量逐年上升，隨之產生的粘土舊砂每年可達數千萬噸，為此開展了對粘土舊砂的完全再生處理，發(fā)現將粘土完全再生砂用于混制呋喃樹脂自硬砂時，其型（芯）砂強度遠不及同種新砂混制呋喃樹脂自硬砂的工藝強度，制約著粘土砂完全再生技術的推廣與應用。為此，本課題開展了含呋喃樹脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂改性技術研究，提高粘土完全再生砂的鑄造工藝性能，使其在混制

2、呋喃樹脂自硬砂時達到甚至超過同種新砂水平，在減少粘土舊砂對環(huán)境污染的同時節(jié)約珍貴硅砂資源，對我國鑄造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
　　課題組前期研究發(fā)現，粘土舊砂經過“700℃高溫脆化+機械磨輪再生+微粉分離”的完全再生工藝處理后，其粒度分布、粒形、泥分含量均優(yōu)于新砂，但耗酸值高于同種新砂，粘土完全再生砂混制呋喃樹脂自硬砂的鑄造工藝性能遠不能達到鑄造生產的要求，為此本課題以含呋喃樹脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂為研究對象，

3、采用試驗研究和理論分析相結合的方法，利用掃描電子顯微鏡、等離子光譜儀等先進研究設備，確定了影響含呋喃樹脂自硬砂芯砂粘土砂的完全再生砂鑄造工藝性能的主要因素，探索出了針對粘土完全再生砂改性的適宜改性工藝及工藝參數，選擇了適宜的改性劑，使粘土完全再生砂混制呋喃樹脂自硬砂的鑄造工藝性能超過了同種新砂水平。
　　改性技術作為一種新方法、新思路應用于粘土完全再生砂，通過研究發(fā)現“改性+烘干+機械搓擦+風選”工藝為粘土完全再生砂適宜改性工藝，

4、改性劑占砂子質量的1％為適宜改性劑加入量，適宜均化時間為90min。同時，以鹽酸水溶液、硫酸水溶液以及苯磺酸水溶液分別作為改性劑，將經相同改性工藝、相同改性劑加入量、相同均化時間處理后獲得的改性砂混制呋喃樹脂自硬砂的鑄造工藝性能進行對比，結果顯示鹽酸溶液改性效果最好，可使用時間內平均抗拉強度可達1.315MPa，可使用時間為5min，優(yōu)于同種新砂水平;硫酸溶液改性效果次之，可使用時間內平均抗拉強度可達1.233MPa，可使用時間為4mi

5、n，達到新砂水平;苯磺酸改性效果最差，可使用時間內平均抗拉強度也接近同種新砂水平，達1.205MPa，可使用時間為4min。
　　研究發(fā)現，在相同視場環(huán)境下，由改性后再生砂混制呋喃樹脂自硬砂的抗拉強度試樣斷口的粘結橋數量較改性前明顯增多，且斷裂形式由改性前的附著斷裂變?yōu)閮染蹟鄶?。由此可以推斷，對粘土完全再生砂進行改性處理能夠提高其混制呋喃樹脂自硬砂粘結橋的斷口數量及改善其斷裂形式，并最終導致改性后粘土完全再生砂混制呋喃樹脂自硬砂鑄