熔模铸造环保低温蜡研究与应用

2022-06-20 10:50:38 97

蜡料的质量直接影响着铸件的质量,是熔模铸造工艺的关键材料。

目前,石蜡和硬脂酸制备的低温蜡材料在国内低温蜡铸造行业仍然广泛应用。该蜡材料具有制备工艺简单、注入蜡温度低的优点,但同时具有强度低、表面硬度低的缺点。蜡材料强度低,在生产过程中容易损坏;蜡材料表面硬度低,收缩大,铸件尺寸精度低,表面粗糙度差。更重要的是,蜡材料的回收需要盐酸,这不符合当前的环保政策。

环保低温蜡熔模铸造。

作者开发了一种新型环保低温蜡材料的配比方案,分析了常用石蜡硬脂酸蜡材料的成分,并测定其性能指标优于石蜡硬脂酸蜡材料。

01

性能测定石蜡硬脂酸蜡材料的配比。

1.1

成分配比

石蜡(56~60℃):硬脂酸(三压一级)=50%:50%

1.2

性能测定

表1表示石蜡硬脂酸蜡的性能测量值。

石蜡硬脂酸蜡表面测量值1。

1.3

蜡料性能受石蜡和硬脂酸的影响。

随着石蜡和硬脂酸的不同比例,蜡材料的性能也发生了变化。为了提高石蜡的含量,蜡材料的强度会增加,可以减少蜡模具的裂缝。然而,蜡材料的热稳定性降低,蜡模具容易变形。随着蜡材料中硬脂酸含量的增加,蜡材料的热稳定性和表面硬度提高。同时,蜡材料的粘度也会降低,这有利于蜡模的形成,但模具材料的强度会降低。因此,高品质的蜡材料不能仅仅通过调整两者之间的比例来制备。

02

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2.1

成分配比

按一定比例配置石蜡、微晶蜡、醋酸乙烯共聚物、纯单体树脂等。

(1)石蜡

石蜡是一种固体烷烃的混合物,其主要成分为CnH2n+2,其中n=17~35。主要成分为直链烷烃,少量烷烃和长侧链;直链烷烃主要为22烷烃(C22H46)和(C22H46)和正28烷(C28H58)。石蜡具有低化学活性、中性、稳定的化学性能,在正常情况下不含酸(除了硝酸)和碱性溶液。

(2)微晶蜡。

重金属铅和砷的含量低于0.05%的C31-70支链饱和烃主要为C31-70支链。这种蜡具有粘性和延展性,在低温下不易受损,主要用于提高光亮度。

(3)醋酸乙烯共聚物。

醋酸乙烯共聚物是一种通用聚合物,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%之间。与聚乙烯相比,醋酸乙烯共聚物降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料的溶解性和热密封性,因为它在分子链中引入了醋酸乙烯单体。

(4)纯单体树脂。

平均分子量2000~5000,淡黄色到浅褐色片状,颗粒状或块状固态,透明有光泽,相对密度0.97~1.04g/cm3,软化点80~140℃,玻璃化温度81℃,具有环状结构,含部分双键,聚力大。分子结构不含极性或功能基,无化学活性。耐酸碱,耐化学品,耐水性好。酸值低,混溶性好,耐水性好,耐乙醇,耐化学品,耐酸碱化学性能稳定,具有调整粘性和热稳定性好的特点。

2.2

性能测定

表2的性能测量值为环保低温蜡料。

低温蜡料的性能测量值表2环保。

2.3

性能变化

从石蜡硬脂酸蜡与环保低温蜡的性能和材料比例分析可以看出,环保低温蜡的成分不再含有硬脂酸,因此不会出现皂化问题。企业不需要使用酸法处理硬脂酸在再使用蜡材料的过程中产生的皂化物。环保低温蜡的粘度低于80℃和100℃时石蜡硬脂酸蜡材料的粘度,蜡材料的流动性能增加,软化点高于石蜡硬脂酸蜡材料的流动性能,在温差大的环境下变形减少,固化点高于石蜡硬脂酸蜡材料,蜡材料冷却成型时间缩短,环保低温蜡收缩率范围更稳定。

03

回收处理蜡料。

3.1

回收处理石蜡硬脂酸蜡料。

3.1.1回收处理工艺。

(1)蜡料的处理:水=3:1;

(2)水浴脱蜡后,保持45~60min,蜡液温度为100℃±5℃;

(3)由于环保原因,在蜡处理过程中,需要添加3%~6%的盐酸(或硫酸);

(4)处理合格的蜡液呈褐色或黄色透明状,必须在槽内静置2h以上后流入下工序。

3.1.2检测酸值。

将处理槽阀门打开,放下酸水后,加入适量的水,然后加热沸腾10~15min,重复2~3次,6~7时停止用蜡处理酸水的pH值,根据消耗量补充新蜡。

3.2

低温环保蜡料回收处理。

回收处理工艺3.2.1。

蜡液静止除杂处理后蒸汽或水浴脱蜡。

(1)静置桶I:排除水分的静置温度为85~90℃,静置时间为6~8h;

(2)静置桶II:静置温度80~85℃,静置时间>4h,杂质过滤。

3.2.2常规检测。

不定期在化蜡桶中适当添加新蜡,一般为3%~5%,取决于旧蜡料的性能和蜡料的消耗。


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