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熔模鑄造環(huán)保低溫蠟研究與應(yīng)用

 昵稱(chēng)246550 2021-03-18
原創(chuàng) 武超 鑄造工程 1月19日

       蠟料是熔模鑄造工藝使用的一種關(guān)鍵材料,蠟料的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量。

       目前,國(guó)內(nèi)低溫蠟精鑄行業(yè)仍廣泛采用石蠟與硬脂酸所配制的低溫蠟料,該蠟料具有配制工藝簡(jiǎn)單,注蠟溫度低等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)具有強(qiáng)度低、表面硬度低的缺點(diǎn)。蠟料強(qiáng)度低,生產(chǎn)過(guò)程中易掉件和損傷蠟?zāi)#幌灹媳砻嬗捕容^低,收縮大,所生產(chǎn)的精鑄件尺寸精度低、表面粗糙度差。更為重要的是,蠟料回收處理需用鹽酸,不符合當(dāng)下國(guó)家環(huán)保政策。

熔模鑄造環(huán)保低溫蠟

       筆者通過(guò)對(duì)常用石蠟硬脂酸蠟料的組分進(jìn)行分析,開(kāi)發(fā)出新型環(huán)保低溫蠟料的配比方案,并測(cè)定了它的各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于石蠟硬脂酸低溫蠟料。

01

石蠟硬脂酸蠟料的配比與性能測(cè)定

1.1

成分配比

  石蠟(56~60 ℃): 硬脂酸(三壓一級(jí))=50% :50%

1.2

性能測(cè)定

           石蠟硬脂酸蠟料性能測(cè)量值見(jiàn)表1。

表1 石蠟硬脂酸蠟料性能測(cè)量值

1.3

石蠟及硬脂酸對(duì)蠟料性能的影響

      隨著石蠟及硬脂酸配比不同,蠟料的性能亦發(fā)生變化,提高石蠟含量,蠟料強(qiáng)度將增加,并能夠減少蠟?zāi).a(chǎn)生裂紋,但蠟料的熱穩(wěn)定性下降,蠟?zāi)R鬃冃?。隨著蠟料中硬脂酸含量提高,蠟料的熱穩(wěn)定性及表面硬度均提高,同時(shí)還降低蠟料的粘度,有利于蠟?zāi)5某尚?,但模料的?qiáng)度下降。因此,僅靠調(diào)整二者之間的配比無(wú)法配制出性能優(yōu)質(zhì)的蠟料。

02

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2.1

成分配比

      石蠟、微晶蠟 、醋酸乙烯共聚物、純單體樹(shù)脂等按一定比例配置。

     (1)石蠟

      石蠟是固態(tài)高級(jí)烷烴的混合物,主要成分的分子式為CnH2n+2,其中n=17~35。主要組分為直鏈烷烴,還有少量帶個(gè)別支鏈的烷烴和帶長(zhǎng)側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴;直鏈烷烴中主要是正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)。石蠟的化學(xué)活性較低,呈中性,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在通常的條件下不與酸(除硝酸外)、堿性溶液發(fā)生作用。

     (2)微晶蠟

      以C31-70的支鏈飽和烴為主,含少量的環(huán)狀、直鏈烴,灰分在0.05%以下,其中重金屬鉛、砷含量都在2×10-6以下。此種蠟黏性較大,且具有延展性,在低溫下不脆弱,其主要作用為增加光亮度。

      (3)醋酸乙烯共聚物

      醋酸乙烯酯共聚物是一種通用高分子聚合物,分子式是 (C2H4)x(C4H6O2)y,醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯含量在5%~40%。與聚乙烯相比,醋酸乙烯酯共聚物由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體,從而降低了高結(jié)晶度,提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密封性能。

    (4)純單體樹(shù)脂

     平均分子量2 000~5 000,淡黃色至淺褐色片狀、粒狀或塊狀固體,透明而有光澤,相對(duì)密度0.97~1.04 g/cm3,軟化點(diǎn)80~140 ℃,玻璃化溫度81 ℃,具有環(huán)狀結(jié)構(gòu),含有部分雙鍵,內(nèi)聚力大。分子結(jié)構(gòu)中不含極性或功能性基團(tuán),沒(méi)有化學(xué)活性。耐酸堿、耐化學(xué)藥品性、耐水性良好。它具有酸值低,混溶性好,耐水、耐乙醇和耐化學(xué)品等特性,對(duì)酸堿具有化學(xué)穩(wěn)定,并有調(diào)節(jié)粘性和熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

2.2

性能測(cè)定

          環(huán)保低溫蠟料性能測(cè)量值見(jiàn)表2。

表2 環(huán)保低溫蠟料性能測(cè)量值

2.3

性能變化

       通過(guò)對(duì)石蠟硬脂酸蠟與環(huán)保低溫蠟性能及材料配比的分析可以看出,環(huán)保低溫蠟成分里面已經(jīng)不含有硬脂酸,也就不會(huì)出現(xiàn)皂化物的問(wèn)題,企業(yè)在蠟料回用的過(guò)程中不必使用酸法的方式處理由硬脂酸產(chǎn)生的皂化物。環(huán)保低溫蠟在80 ℃與100 ℃時(shí)的粘度都低于石蠟硬脂酸蠟料,蠟料的流動(dòng)性能增加,軟化點(diǎn)高于石蠟硬脂酸蠟料,在溫差較大的環(huán)境下變形量減少,凝固點(diǎn)高于石蠟硬脂酸蠟料,蠟料冷卻成型時(shí)間縮短,環(huán)保低溫蠟收縮率區(qū)間更加穩(wěn)定。

03

蠟料回收處理

3.1

石蠟硬脂酸蠟料回收處理

 3.1.1 回收處理工藝

      (1)處理蠟料:水=3:1;

      (2)水浴脫蠟后,蠟液溫度100 ℃±5 ℃,保持45~60 min;

      (3)蠟處理時(shí)需加入3%~6%鹽酸(或硫酸),因環(huán)保也有加入草酸替代鹽酸;

      (4)處理合格的蠟液呈褐色或黃色透明狀,須在槽中靜置2 h以上方能流入下工序。

3.1.2 酸值檢測(cè)

       打開(kāi)處理槽閥門(mén)放掉酸水后,加入適量水再加熱沸騰10~15 min ,反復(fù)2~3次,測(cè)量酸水的pH值為6~7時(shí)停止蠟料處理,根據(jù)消耗情況補(bǔ)充新蠟。

3.2

環(huán)保低溫蠟料回收處理

3.2.1 回收處理工藝

      蒸汽或水浴脫蠟后,蠟液靜止除雜處理。

     (1)靜置桶I:靜置溫度85~90 ℃,靜置時(shí)間6~8 h,排除水分;             

      (2)靜置桶II:靜置溫度80~85 ℃,靜置時(shí)間>4 h,過(guò)濾除雜質(zhì)?! ?/p>

3.2.2 常規(guī)檢測(cè)

      根據(jù)舊蠟料性能和蠟料消耗情況,不定期的在化蠟桶中適量加新蠟,一般在3%~5%。

文章、微信編輯:岳利青

文章審核:柳建國(guó)

微信審核:張  楊

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