熔模铸造环保低温蜡研究与应用

2022-08-08 14:40:00 8

蜡是熔模铸造工艺中使用的关键材料,蜡的质量直接影响铸件的质量。

目前,石蜡和硬脂酸制备的低温蜡材料仍广泛应用于国内低温蜡精铸行业。蜡材料具有制备工艺简单、注蜡温度低的优点,但也具有强度低、表面硬度低的缺点。蜡强度低,容易脱落,生产过程中损坏蜡模;蜡表面硬度低,收缩大,精铸件尺寸精度低,表面粗糙度差。更重要的是,蜡回收需要盐酸,不符合当前的环保政策。

熔模铸造环保低温蜡

通过分析常用石蜡硬脂酸蜡的成分,开发了新型环保低温蜡的比例方案,确定其性能指标优于石蜡硬脂酸低温蜡。

01

石蜡硬脂酸蜡的比例和性能测定

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

石蜡硬脂酸蜡的性能测量值见表1。

表1石蜡硬脂酸蜡性能测量值

1.3

石蜡和硬脂酸对蜡性能的影响

随着石蜡和硬脂酸比例的不同,蜡的性能也发生了变化。为了提高石蜡的含量,蜡的强度会增加,可以减少蜡模的裂纹,但蜡的热稳定性会降低,蜡模很容易变形。随着蜡中硬脂酸含量的提高,蜡的热稳定性和表面硬度提高,蜡的粘度也降低,有利于蜡模的形成,但模具的强度降低。因此,仅通过调整两者之间的比例来制备高质量的蜡。

02

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2.1

成分配比

石蜡、微晶蜡、醋酸乙烯共聚物、纯单体树脂等按一定比例配置。

(1)石蜡

石蜡是固态烷烃的混合物,主要成分的分子式是CnH2n+2,其中n=17~35。主要成分为直链烷烃、少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环烷烃;直链烷烃主要为正二十二烷烃(C22H46)和正二十八烷(C28H58)。石蜡化学活性低,中性,化学性质稳定,在正常情况下不与酸(硝酸除外)、碱性溶液发生作用。

(2)微晶蜡

以C31-70支链饱和烃主要含有少量环状、直链烃,灰分为0.05%以下,其中重金属铅、砷含量为2×10-6以下。这种蜡粘度大,具有延展性,在低温下不脆弱,其主要作用是增加亮度。

(3)醋酸乙烯共聚物

醋酸乙烯酯共聚物是一种常见的聚合物聚合物,分子式是一种(C2H4)x(C4H6O2)y,醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯含量为5%~40%。与聚乙烯相比,醋酸乙烯酯共聚物在分子链中引入醋酸乙烯单体,降低了高结晶度,提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性。

(4)纯单体树脂

平均分子量2000~5000,淡黄色至浅棕色片状,粒状或块状固体,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℃,它具有环结构,包含部分双键,内聚力大。分子结构不含极性或功能性基团,不含化学活性。耐酸碱,耐化学,耐水性好。它具有酸值低、混溶性好、耐水、耐乙醇、耐化学等特点,对酸碱具有化学稳定性,调节粘度和热稳定性好。

2.2

性能测定

环保低温蜡的性能测量值见表2。

环保低温蜡表2性能测量值

2.3

性能变化

通过对石蜡硬脂酸蜡与环保低温蜡的性能和材料比例的分析,可以看出环保低温蜡成分不再含有硬脂酸,因此不会出现皂化问题。企业在蜡回用过程中,不需要用酸法处理硬脂酸产生的皂化物。环保低温蜡80℃与100℃粘度低于石蜡硬脂酸蜡,蜡流动性能增加,软化点高于石蜡硬脂酸蜡,温差环境变形减少,凝固点高于石蜡硬脂酸蜡,降低冷却成型时间,环保低温蜡收缩率范围更稳定。

03

蜡回收处理

3.1

石蜡硬脂酸蜡回收处理

3.1.1.回收处理工艺

(1)处理蜡:水=3:1;

(2)水浴脱蜡后,蜡液温度为100℃±5℃,保持45~60min;

(3)蜡处理需加3%~6%盐酸(或硫酸),因环保原因也加入草酸代替盐酸;

(4)处理合格的蜡液呈棕色或黄色透明状,必须在槽内静置2h上面可以流入下一个过程。

3.1.2酸值检测

打开处理槽阀,释放酸水,加入适量水,加热沸腾10~15min,反复2~三次,测量酸水pH值为6~7时停止蜡处理,根据消耗情况补充新蜡。

3.2

环保低温蜡回收处理

3.2.1.回收处理工艺

蒸汽或水浴脱蜡后,蜡液静止除杂。

(1)静置桶I:静置温度85~90℃,静置时间6~8h,排除水分;

(2)静置桶II:静置温度80~85℃,静置时间>4h,过滤掉杂质。

3.2.2常规检测

根据旧蜡的性能和蜡的消耗情况,不定期在化蜡桶中加入适量的新蜡,一般在3%~5%。


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