磷酸盐粘结剂自硬砂用复合固化剂初探

铸

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造

Apr.2010Vol.59No.4

FOUNDRY

磷酸盐粘结剂自硬砂用复合固化剂初探

商宏飞，张友寿，夏

露，黄

晋

（湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068）

摘要：在氧化镁固化剂的基础上引入其他物质制成复合固化剂，并与单一氧化镁固化剂的相关性能进行比较。试验结

果表明，在几种复合固化剂中，含20%铁粉的复合固化剂和含30%氧化铜的复合固化剂效果最好。同时，浇注试验也证

明其使用性能良好。

关键词：磷酸盐；复合固化剂；抗拉强度；脱模时间

中图分类号：TG221文献标识码：A文章编号：1001-4977（2010）04-0412-03

ExplorationonCompositeHardenerforNo-BakePhosphate

BindedSand

SHANGHong-fei,ZHANGYou-shou,XIALu,HUANGJin

（SchoolofMechanicalEngineering,HubeiUniversityofTechnology,Wuhan430068,Hubei,China）

Abstract：Basedonmagnesiahardener,somecompositehardenerswerefabricated.Thepropertiesofthecompositehardenerswerecomparedwiththoseofthemagnesiahardener.Theresultsshowthattwocompositehardeners,containing20%ironor30%copperoxide,havethebestproperties.Atthesametime,thepouringexperimentsareingoodagreementwiththetestresults.Keywords：phosphate;compositehardener;tensilestrength;strippingtime磷酸盐粘结剂自硬砂有着复杂的固化反应，包括粘结剂与固化剂之间的酸碱反应，磷酸盐自身的脱水聚合反应，以及粘结剂与原砂发生的各种反应。其中以聚合反应最为重要，磷酸盐的聚合反应既包括磷酸盐中的[PO4]3-离子与氧化镁之间的共价性聚合反应，也包括磷酸盐自身的脱水聚合反应[1-2]。氧化镁是目前应用最为成功的磷酸盐粘结剂用固化剂，但是也存在着硬化速度不易控制、固化强度较低等缺点[1-4]。为此，我们尝试引入其他物质制成复合固化剂，以改善单一氧化镁固化剂存在的不足之处，更利于磷酸盐粘结剂用于铸造生产。

通过将金属单质、金属氧化物以及金属碳酸盐与氧化镁做成复合固化剂，引入了其他金属离子，由于不同种类的离子与氧离子的反应速度不同、生成物的微观结构不同、结合键的键能也不同，可能会在固化过程中形成一个反应有先有后的过程，使具有较慢反应速度的离子最先反应，经过一段时间后反应速度较快的离子才开始参加反应，这样开始时的缓慢反应可以使型砂具有较长的可使用时间；接下来反应速度提高了可以使固化反应较快地完成，从而具有较高的固化强度。

1试验材料及方法

1.1试验材料

试验所用的材料包括：原砂为50/100目大林标准砂，自制代号30B6M0铝磷酸盐粘结剂，1000目氧化镁，MgO含量>96%；铝粉为化学纯，含量不少于97.0%；锌粉为分析纯，含量不少于99.0%；还原铁（粉状）为分析纯，含量不少于98.0%；氧化钙为分析纯，含量≥98.0%；氧化锌为分析纯，含量≥99.0%；氧化铜为分析纯，含量≥99.0%；氧化铝为化学纯，含量不少于99.0%；氧化铁为分析纯，含量以铁计69.8%~70.1%；氢氧化钠为分析纯，含量不少于96.0%；氢氧化钙为分析纯，含量不少于95.0%；碳酸钙为分析纯，含量不少于99.0%；碳酸锶为分析纯，含量≥99.0%；碳酸钡为分析纯，含量≥99.0%。1.2试验方法

试验过程中主要以型砂的脱模时间和24h抗拉强度作为衡量复合固化剂性能好坏的指标，希望复合固化剂可以提高24h抗拉强度并适当延长脱模时间。

试验用砂为500g，粘结剂加入量为10g，固化剂加入量为2g。所用的各种复合固化剂均为氧化镁与附加物按照一定比例混合，然后在球磨机中球磨1h。

收稿日期：2009-09-15收到初稿，2009-11-06收到修订稿。

作者简介：商宏飞（1983-），男，辽宁朝阳人，硕士，从事铸造材料方面的研究。E-mail：shanghongfei@foxmail.com