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磷酸盐自硬砂固化剂研究

作　者: 商宏飞
导　师: 张友寿；夏露
学　校: 湖北工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 磷酸盐自硬砂 氧化镁 粉状复合固化剂 悬浮液固化剂 液体固化剂
分类号: TG221
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


氧化镁是磷酸盐自硬砂使用最多的固化剂,在研究氧化镁固化剂的基础上,对应用于磷酸盐自硬砂的粉状复合固化剂和悬浮液固化剂的制备工艺及相关性能进行了研究,并对纯液体固化剂进行了初步探索。实验结果表明,当磷酸盐粘结剂加入量为2%时：(1)使用氧化镁固化剂的磷酸盐自硬砂,氧化镁的加入量从5%增加到10%时,脱模时间由80min缩短为40min；氧化镁的加入量过多或者过少均不利于获得高的砂型强度,加入量为15%时自硬砂的24h抗压强度最高,为0.63MPa；氧化镁的加入量增加,自硬砂的残留强度降低,抗吸湿性提高。(2)含有氧化铜的粉状复合固化剂能够显著提高自硬砂的24h抗压强度,但延长了脱模时间；含有氧化铝和含有PVB的粉状复合固化剂能在不影响脱模时间的前提下,提高自硬砂的24h抗压强度；其中,含有30%氧化铜的粉状复合固化剂提高自硬砂24h抗压强度的效果最佳,可以达到0.97MPa,同时使脱模时间由20min延长到30min,但仍能满足生产要求。(3)通过正交试验,确定了悬浮液固化剂的最佳配方：以工业酒精作为载液,加入占氧化镁粉料4%的SN悬浮剂；在显著性水平α=0.05上,悬浮剂的加入量以及载液与悬浮剂之间的交互作用是显著的影响因素；通过加入某酸性物质有效的解决了悬浮液固化剂存放过程中板结的问题,使其具有良好的存放稳定性,长期存放也不板结。(4)水玻璃和乙醇胺作为磷酸盐自硬砂新型纯液体固化剂,两者加入量均较大；使用水玻璃作为固化剂,加入量为80%时,24h抗压强度最高,只有0.25MPa；使用乙醇胺作为固化剂,加入量为80%时,24h抗压强度最高,只有0.02MPa,调整磷酸盐粘结剂的成分与之配合也只能达到0.25MPa。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 引言  9
  1.2 绿色铸造粘结剂  9-12
    1.2.1 粘土  10
    1.2.2 淀粉  10-11
    1.2.3 动物蛋白质  11
    1.2.4 水玻璃  11-12
    1.2.5 磷酸盐  12
  1.3 磷酸盐自硬砂固化剂的研究现状  12-16
    1.3.1 国外磷酸盐自硬砂固化剂研究现状  13-14
    1.3.2 国内磷酸盐自硬砂固化剂研究现状  14-16
  1.4 磷酸盐自硬砂固化剂存在的问题  16
  1.5 课题来源  16-17
  1.6 研究内容  17-18
第2章 实验材料及方法  18-23
  2.1 实验材料  18-19
  2.2 实验仪器  19-20
  2.3 实验方法  20-23
第3章 氧化镁固化剂研究  23-37
  3.1 固化剂性能研究  23-30
    3.1.1 加料顺序实验  23-24
    3.1.2 固化剂加入量对砂型脱模时间的影响  24
    3.1.3 固化剂加入量对型砂可使用时间的影响  24-26
    3.1.4 固化剂加入量与砂型强度建立的关系  26-27
    3.1.5 固化剂加入量对砂型抗吸湿性的影响  27-28
    3.1.6 固化剂加入量对残留强度的影响  28
    3.1.7 固化剂加入量对发气量的影响  28-29
    3.1.8 两种镁砂粉固化剂性能比较  29-30
  3.2 磷酸盐自硬砂与其他自硬砂比较  30
  3.3 机理分析及探讨  30-36
    3.3.1 硬化机理分析  31-33
    3.3.2 强度损失机制分析  33-35
    3.3.3 吸湿机制浅析  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 粉状复合固化剂究  37-44
  4.1 含金属氧化物的粉状复合固化剂  37-39
    4.1.1 含氧化铜的粉状复合固化剂究  38
    4.1.2 含氧化铝的粉状复合固化剂究  38-39
  4.2 含碱金属的碳酸盐的粉状复合固化剂  39-40
  4.3 含PVB的粉状复合固化剂  40-41
  4.4 扫描电镜形貌分析  41-43
  4.5 本章小结  43-44
第5章 液体固化剂研究  44-54
  5.1 悬浮液固化剂研究  44-50
    5.1.1 悬浮液固化剂工艺性能研究  44-47
    5.1.2 悬浮液固化剂存放稳定性研究  47-48
    5.1.3 悬浮液固化剂与粉状固化剂对比实验  48-49
    5.1.4 悬浮液固化剂板结原因分析  49-50
  5.2 新型液体固化剂探索  50-53
    5.2.1 水玻璃  50-52
    5.2.2 乙醇胺  52-53
  5.3 本章小结  53-54
第6章 结论与展望  54-56
  6.1 结论  54-55
  6.2 创新点  55
  6.3 展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
附录  60

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 铸造原材料及配制 > 造型材料
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