專利名稱：金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法。
金屬鑄件鑄造技術(shù)中砂芯(core)的制備方法是公知的。方法之一是尿烷冷芯盒制芯法(Cold Box Process)，該方法用胺作為催化劑或熟化劑，見Giesserei特刊78(1991)，11卷，372-374頁。在該已知方法中，砂芯和模的制備用含苯甲醚樹脂(鄰苯酚醛樹脂(ortho-phenol resol))和異氰酸酯的模塑組合物進行，用叔胺作為催化劑進行熟化。由于氣相中胺的催化作用特別好，用三甲胺(TMA)進行了試驗，三甲胺(TMA)的沸點大約3℃，結(jié)果熟化可以用氣態(tài)的0胺以較簡單的方式進行。在聚氨酯反應(yīng)中，叔胺的加速作用通過形成活性的過渡化合物來實現(xiàn)，其反應(yīng)方程式如下
當(dāng)用該已知方法制備砂芯時，缺點是加入射芯機的叔胺要大大超過所需量。與其它的胺相比，采用三甲胺的優(yōu)點是胺的用量減少約50％，但使用三甲胺仍然有它的缺點。問題之一是由于氣味特別難聞，所用的所有設(shè)備部件必須密封。所有的輸送管線必須隔離，費用較高。
從Giesserei的文章進一步看出，不同胺的反應(yīng)性從“惰性”到“活性”按下列的順序增加TEA、DMIA、DMEA、TMA。對TEA而言，除了其反應(yīng)性較差外，另外一個缺點是它還形成氣溶膠。
用于鑄造輕金屬的模料的粘結(jié)劑在DE-A-3017925中有介紹，該文獻詳細討論了冷芯盒制芯技術(shù)。例如它表明三甲胺或三乙胺可以用作叔胺。該方法介紹用含0.01-30％(體積)叔胺的惰性氣體如空氣、二氧化碳或氮氣的氣流較好。
G.Engels的“ffentliche Diskussion Cold-Box-Verfahren(OpenDiscussion Cold Box Process)Stuttgart，Giesserei 58(1971)，No.9，6 May，249-254頁，對三乙胺的使用作了詳細介紹。指出三乙胺的用量尤其取決于砂芯的尺寸。理論上講催化劑的用量可以小到0.01-0.02％(體積)。在任何情況下，加料速度不應(yīng)超過0.05-0.1％(體積)，因為過量的胺不僅氣味難聞，而且降低砂芯的質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是提供一種金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法，它可以大大避免上述缺點，同時成本較低。
本發(fā)明提供一種金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法，其中氣態(tài)的三甲胺經(jīng)計量裝置(3)的部分裝置導(dǎo)入，然后以三甲胺的濃度為0.01-0.12％(重量)(基于每砂芯所用砂的量)導(dǎo)入射芯機(4)中，在射芯機使三甲胺中與砂接觸，在射芯機(4)中通入氣態(tài)三甲胺以前，通入清洗氣體，其中三甲胺的量T和所用清洗氣體的量L的比例為T∶L為1∶1000到1∶10000。
按照規(guī)則，在加入射芯機以前，砂已經(jīng)與苯甲醚樹脂和異氰酸酯混合，因而砂芯的制備可以按照尿烷冷芯盒制芯技術(shù)的原理進行?？梢圆捎靡话愕臍怏w傳輸設(shè)備如計量裝置，其中三甲胺的量可以用控制鏈或調(diào)節(jié)器的方法進行調(diào)節(jié)。因而該設(shè)備可以由幾個部分組成，例如傳輸設(shè)備、測量裝置、控制器等，或可將其做成一個獨立單元。氣態(tài)的三甲胺經(jīng)計量裝置的一個部分導(dǎo)入，雖然不需流經(jīng)其所有部分。液態(tài)三甲胺可以流經(jīng)計量裝置的幾個部分，然后被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并以氣態(tài)的形式流過計量裝置的剩余部分。令人驚奇的是，采用本發(fā)明的方法，難聞的氣味可以大大減少，因而制芯裝置中昂貴的部件密封可以省掉。另外一個優(yōu)點是制好的砂芯在其后的儲藏過程中不產(chǎn)生難聞的氣味。還發(fā)現(xiàn)可以達到三甲胺幾乎可以以化學(xué)計量量轉(zhuǎn)化，因而采用本發(fā)明的方法成本較低，因為三甲胺的用量較低。
清洗氣體可以在計量裝置之前或之后加入。在射芯機中，三甲胺和清洗氣體最好同時與砂接觸，這樣在砂芯的儲藏過程中，可以完全避免難聞的氣味，因為處在三甲胺氣氛中的砂芯同時被清洗氣體清洗。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，清洗氣體直接加入計量裝置中。采用這個方法，可以減少輸送管線，當(dāng)制芯設(shè)備的安裝空間受到限制時，采用本方法特別好。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，三甲胺以液態(tài)的方式導(dǎo)入計量裝置的計量波紋管的形成部分中，隨后再以氣態(tài)的方式導(dǎo)入測量、控制或調(diào)節(jié)單元，該單元也是計量裝置的組成部分。市售的三甲胺通常呈液態(tài)。但是三乙胺在與砂接觸以前轉(zhuǎn)化為氣態(tài)較好，所述的砂事先已經(jīng)與苯甲醚樹脂和異氰酸酯混合，所述接觸在射芯機中進行。這樣三甲胺可以與砂較均勻地混合，同時三甲胺的反應(yīng)性增強。將三甲胺加入計量波紋管(bellows)中，可以有利地使其從液態(tài)轉(zhuǎn)化到氣態(tài)。三甲胺從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)中要從周圍環(huán)境吸熱，但使用計量波紋管的效果仍較其它傳輸設(shè)備為好。隨后氣態(tài)的三甲胺通過計量、控制或調(diào)節(jié)單元，該單元能夠分散所用特定需要量的三甲胺。該信息(information)由導(dǎo)管直接傳給計量波紋管，并由此來決定計量波紋管的沖程(stroke)。特別有利的是計量波紋管可以采用較簡單的形式，因其可容易地用于現(xiàn)有制芯設(shè)備中。
本發(fā)明由實施例和附圖來說明，其中

圖1是本發(fā)明用于金屬鑄造技術(shù)的制芯方法的簡單流程示意2是本發(fā)明方法的另一個實施方案的簡單流程示意圖。
參見圖1，事先已與苯甲醚樹脂和異氰酸酯混合的砂由混砂機(5)取出并經(jīng)導(dǎo)管(10)輸送到射芯機(4)中，裝有液態(tài)三甲胺的圓筒(1)用水浴(8)加熱。借助與加熱器(6)直接相連的加熱旋管(7)實現(xiàn)加熱。加熱使得三甲胺由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。氣態(tài)的三甲胺經(jīng)導(dǎo)管(2)送到計量裝置(3)中。在計量裝置(3)中，三甲胺被計量并調(diào)節(jié)到給定的需要量值。隨后三甲胺經(jīng)導(dǎo)管(9)送到射芯機(4)中，其濃度為基于每芯所用砂的重量0.01-0.12％(重量)，使其在射芯機中與砂接觸。為了避免三甲胺產(chǎn)生的難聞氣味，清洗空氣經(jīng)導(dǎo)管(11)和閥門(12)加入導(dǎo)管(2)中，這樣在三甲胺經(jīng)導(dǎo)管(9)進入射芯機(4)中，空氣清洗砂的過程在射芯機(4)中同時發(fā)生。
參見圖2，計量波紋管(3a)和計量、控制和調(diào)節(jié)單元(3b)一起組成計量裝置，該裝置相當(dāng)于圖2的計量裝置(3)。在圓筒(1)中，三甲胺呈液態(tài)。關(guān)閉閥門(15)，經(jīng)打開的閥門(13)，液態(tài)的三甲胺進入計量波紋管(3a)中。隨后三甲胺膨脹并且大部分轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。根據(jù)計量、控制或調(diào)節(jié)單元(3b)的給定值，計量波紋管(3a)的沖程的設(shè)定借助導(dǎo)管(14)來做出。隨后關(guān)閉閥門(13)，氣態(tài)的三甲胺經(jīng)打開的閥門(15)進入計量、控制或調(diào)節(jié)單元(3b)中。清洗氣體由導(dǎo)管(11)和閥門(12)加入。由于計量波紋管(3a)和計量、控制或調(diào)節(jié)單元(3b)一起相當(dāng)于圖1的計量裝置(3)，圖2實施方案中清洗氣體也是直接加入計量裝置中的。
權(quán)利要求
1.一種金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法，其中氣態(tài)的三甲胺經(jīng)計量裝置(3)的部分裝置導(dǎo)入，然后以基于每砂芯所用砂的重量三甲胺的濃度為0.01-0.12％(重量)導(dǎo)入射芯機(4)中，在其中與砂接觸，在射芯機(4)中通入氣態(tài)三甲胺以前，通入清洗氣體，其中所用三甲胺的量T和清洗氣體的量L的比例為T∶L為1∶1000到1∶10000。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述清洗氣體直接導(dǎo)入計量裝置(3)中。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述三甲胺以液態(tài)的形式加入計量波紋管(3a)中，該波紋管是計量裝置(3)的一部分，然后再以氣態(tài)的方式導(dǎo)入經(jīng)過計量、控制或調(diào)節(jié)單元(3b)，該單元也是計量裝置(3)的一部分。
全文摘要
一種采用尿烷冷芯盒制芯法的金屬鑄造技術(shù)中砂芯的制備方法,其中氣態(tài)的三甲胺經(jīng)計量裝置(3)的部分裝置導(dǎo)入,然后以基于每砂芯所用砂的重量三甲胺的濃度為0.01—0.12%(重量)導(dǎo)入射芯機(4)中,在其中與砂接觸,在射芯機(4)導(dǎo)入氣態(tài)三甲胺以前,通入清洗氣體,其中所用三甲胺的量T和清洗氣體的量L的比例為T∶L為1∶1000到1∶10000。
文檔編號B22C9/12GK1252020SQ9880413
公開日2000年5月3日 申請日期1998年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月19日
發(fā)明者H·J·赫姆森, C·根茨勒爾 申請人:福塞科國際有限公司