Introduzione al processo di colata in sabbia di resina

Il concetto di sabbia di resina furanica autoindurente

Il nome della sabbia di resina furanica autoindurente deriva dalla parola inglese Furan No-Bake process, ciò significa che la resina furanica viene utilizzata come legante e viene aggiunto un catalizzatore per mescolare la sabbia di stampaggio. Lo stampo in sabbia può essere autopolimerizzato a temperatura ambiente senza cottura o passaggio di gas indurente. Di solito viene indicato come “sabbia resinosa indurente a freddo” o anche “sabbia resinosa.” Quanto segue introduce due concetti fondamentali.

1.La struttura della resina furanica

L'anello composto da atomi di carbonio e altri atomi di elementi (come O, S, N, ecc.) è chiamato eterociclo, e gli atomi non di carbonio che compongono l'eterociclo sono chiamati eteroatomi. I composti organici contenenti eterocicli sono chiamati composti eterociclici. Il cosiddetto “furano” è un composto organico eterociclico a cinque membri contenente un atomo di ossigeno. È un termine generale per la struttura di base di una famiglia di composti. Nel sistema furanico, viene chiamato l'eterociclo senza sostituenti “furano,” e i suoi derivati ​​prendono il nome dal genitore. Il furano stesso non ha alcuna utilità nel settore, ma i suoi derivati, furfurale e alcool furfurilico, sono materie prime importanti nel settore. Sono i più importanti derivati ​​del furano. Il nome scientifico del furfurale è a-furano formaldeide, e il nome scientifico dell'alcol furfurilico è alcol furfurilico. Le loro strutture molecolari sono le seguenti: Le resine contenenti alcol furfurilico sono chiamate resine furaniche. Le resine furaniche utilizzate come leganti di colata sono generalmente condensate da alcol furfurilico (FA) con urea, formaldeide o fenolo, come la resina furanica urea-formaldeide (UF/FA), resina furanica fenolo-formaldeide (PF/FA), resina furanica fenolo-urea-formaldeide (Resina di alcol formaldeide-furfurilico UPF-FA^P (F/FA), ecc.

2. Il meccanismo di indurimento della resina furanica può essere indurito mediante riscaldamento, passaggio di gas indurente o aggiunta di catalizzatore acido a seconda delle diverse composizioni della resina furanica

Catalizzato da acido (i.e., “autoindurente”) la resina furanica ha generalmente un contenuto di alcol furfurilico superiore a 50%. Il suo meccanismo di indurimento è molto complesso e non è stato ancora completamente compreso, ma la reazione di resinificazione basica prevede la condensazione di disidratazione tra il primo gruppo alcolico dell'alcol furfurilico e il quinto idrogeno dell'anello furanico, oltre alla scissione dell'anello furanico per generare acido levulinico, la disidratazione del primo gruppo alcolico per generare etere e aldeide, ecc.

3.La sabbia di resina furanica autoindurente presenta i seguenti vantaggi:

1)La superficie di fusione è liscia, i bordi e gli angoli sono chiari, e la precisione dimensionale è elevata. Questo perché lo stampaggio della sabbia di resina può eliminare molti fattori che causano la muffa (nucleo) deformazione, ad esempio ：

• La sabbia ha una buona fluidità e non necessita di essere compattata con rincalzatrice, che riduce il danno e la deformazione dello stampo (scatola centrale)
• Lo stampo di sabbia (nucleo) viene sformato dopo la solidificazione, che riduce la deformazione causata da stampi allentati prima della sformatura e danni allo stampo in sabbia (nucleo) durante la sformatura;
• Non è necessario riparare lo stampo, che riduce la deformazione causata dalla riparazione dello stampo;
• Non è necessaria la cottura, che riduce la deformazione dello stampo (nucleo) causato dalla cottura;
• Lo stampo ha un'elevata resistenza e una buona stabilità superficiale, quindi lo spazio tra la testa centrale è piccolo, e il numero negativo di separazione è piccolo, che riduce il danno e la deformazione dello stampo durante il posizionamento del nucleo e l'abbinamento dello stampo e garantisce la precisione dell'abbinamento dello stampo;
• Lo stampo (nucleo) ha elevata durezza e buona stabilità termica, che può resistere efficacemente al ritiro e alla migrazione delle pareti della muffa durante il getto, riducendo lo shock termico dello stampo. Deformazione (come la sabbia rigonfia, ecc.);
• La sabbia ha buone proprietà di disintegrazione ed è facile da pulire e lucidare, riducendo così il danno alla precisione della forma del getto durante la rimozione della sabbia, processo di spalatura e rifinitura.
  Poiché i fattori che influenzano la deformazione e il danneggiamento dello stampo e della fusione vengono eliminati nella massima misura in ogni processo, è possibile migliorare la qualità della superficie e l'accuratezza dimensionale geometrica dei getti in sabbia di resina 1-2 livelli rispetto alla sabbia argillosa, raggiungendo il livello di precisione CT7-9 e planarità di 1-2 mm/600 mm, e la rugosità superficiale è notevolmente migliorata.

2)Elevata efficienza di stampaggio, miglioramento della produttività e dell'utilizzo del sito, e ciclo produttivo accorciato. Le ragioni sono le seguenti:

• La terra da modellatura ha una buona fluidità e non necessita di rincalzatrice per compattarla, risparmiando molto lavoro di rincalzatura
• La resistenza dello stampo è elevata, che risparmia il lavoro di riparazione dello stampo dopo la sformatura;
• Dopo la verniciatura a base alcolica sullo stampo (nucleo) è essiccato, il processo di essiccazione può essere omesso, risparmiando tempo e spazio di lavoro;
• Dopo che la vecchia sabbia è stata recuperata, la rigenerazione meccanica a secco rende il trattamento della sabbia un sistema chiuso, che è facile da meccanizzare e può risparmiare molto vecchio trattamento della sabbia, miscelazione della sabbia, trasporto e altro lavoro ausiliario;
• La sabbia di modellatura ha una buona disintegrazione, facile rimozione della sabbia, meno lavori di riparazione,
• Risparmia un po' di lavoro preparatorio prima dello stampaggio (nucleo), come la solidificazione del nucleo. Secondo le statistiche generali, dopo aver utilizzato sabbia di resina furanica autoindurente al posto della sabbia di argilla, l'efficienza produttiva può essere aumentata di 40-100%, e la produzione per unità di area di stampaggio può essere aumentata di 20-50%.

3. Ridurre l'intensità del lavoro, migliorare notevolmente le condizioni di lavoro e l’ambiente di lavoro, soprattutto ridurre il rumore, polvere di silice, ecc., e ridurre l’inquinamento ambientale.

4. Risparmia energia. Ciò si riflette nell’eliminazione dell’essiccazione in forno e della pulizia idraulica della sabbia, il miglioramento della velocità del prodotto finito in ghisa fusa, e la significativa riduzione del consumo di aria compressa, che ha effetti significativi sul risparmio idrico, elettricità, carbone (coke), ecc.

5. Lo stampo in sabbia di resina (nucleo) ha un'elevata resistenza (compresa la resistenza alle alte temperature), buona formabilità, emissioni di gas inferiori rispetto ad altri stampi per colata organica, buona stabilità termica, e buona permeabilità all'aria, che può ridurre notevolmente i difetti dei pezzi fusi come l'adesione della sabbia, inclusione di sabbia, buchi di sabbia, pori, fori di ritiro, crepe, ecc., riducendo così il tasso di scarto e producendo parti complesse e parti chiave difficili da realizzare con sabbia argillosa.

6. È facile riciclare la vecchia sabbia, e il tasso di riciclaggio può raggiungere 90-95%. Ha effetti significativi nel risparmio di nuova sabbia, riducendo i trasporti, e prevenire l’inquinamento dei rifiuti.