STMMA-FD消失模鑄造專用樹脂的性能和應(yīng)用

.-STMMA-FD消失模鑄造專用樹脂的性能和應(yīng)用浙江凱斯特新材料有限公司ZHEJIANGCASTCHEMNEWMATERIALCO.,LTD謝謝閱讀.-.-STMMA-FD消失模鑄造專用樹脂的性能和應(yīng)用一、前 言我國的消失模鑄造生產(chǎn)，在近幾年有了飛速地發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)和鑄件質(zhì)量不斷提高，鑄件品種從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的耐磨件和灰鐵件，到目前批量生產(chǎn)的工程機(jī)械配件，汽車配件，需要試壓的管泵閥類產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缸體、缸蓋、水冷系列產(chǎn)品和鑄件材質(zhì)要求較高的球鐵、低碳鋼、鋁合金等產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量都有了長足的發(fā)展。主要體現(xiàn)為原輔材料的專業(yè)化，設(shè)備和模具的匹配化，工藝技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)管理的系統(tǒng)化。謝謝閱讀進(jìn)一步提高鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率，降低鑄件的生產(chǎn)成本，是每一個(gè)消失模鑄造企業(yè)所追求的目標(biāo)。而制約消失模鑄造良性發(fā)展最根本的因素就是消失模模樣材料，劣質(zhì)的白區(qū)產(chǎn)品=劣質(zhì)的黑區(qū)產(chǎn)品，這是全世界所有消失模鑄造廠家所共知的事實(shí)。謝謝閱讀杭州凱斯特化工有限公司一直致力于新型消失模模樣材料的研究。是新一代消失模鑄造模樣專用料——STMMA共聚樹脂中國專利和美國專利的擁有單位，也是《消失模鑄造模樣材料STMMA可發(fā)性共聚樹脂》國家標(biāo)準(zhǔn)的唯一起草單位。十五年來，STMMA共聚樹脂已在美國通用公司、德國寶馬汽車公司、安徽全柴動(dòng)力股份公司及國內(nèi)外許多企業(yè)得到了廣泛地應(yīng)用，并已批量出口歐美和韓國、伊朗等國，為世界消失模鑄造技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。謝謝閱讀最近，杭州凱斯特化工有限公司在衢州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)投資建造了的浙江凱斯特新材料有限公司，專業(yè)從事用于消失模鑄造的泡沫塑料模樣材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)，是凱斯特公司消失模模樣材料的生產(chǎn)基地。謝謝閱讀經(jīng)多年的消失模模樣材料應(yīng)用研究，我們發(fā)現(xiàn)：由于模具收縮及產(chǎn)品低附加值等原因，眾多消失模鑄造企業(yè)只能用普通的EPS，導(dǎo)致消失模鑄件缺陷多發(fā)，鑄件合格率偏低，生產(chǎn)成本居高不下。感謝閱讀針對(duì)現(xiàn)有EPS存在的不足，我們研發(fā)生產(chǎn)了STMMA-FD珠粒，以解決現(xiàn)有謝謝閱讀.-EPS其分子量過低，強(qiáng)度和剛度不高的問題，減少鑄件在鑄造時(shí)產(chǎn)生的碳缺陷。感謝閱讀STMMA-FD珠粒主要應(yīng)用于灰鐵類、鋁合金等中低端消失模鑄件的生產(chǎn)。經(jīng)江謝謝閱讀蘇鹽城、河北衡水、浙江湖州等公司現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際試驗(yàn)證明，在預(yù)發(fā)、成型、模樣時(shí)感謝閱讀效處理、涂料浸涂烘干等操作與EPS工藝完全一樣的情況下，使用STMMA-FD精品文檔放心下載珠粒后，模樣的尺寸穩(wěn)定性和強(qiáng)度、鑄件的表面光潔度得到了較大的提高，鑄件感謝閱讀的碳缺陷降低，鑄件的合格率提高了6%以上，使鑄造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到了大謝謝閱讀幅度的提高。二、STMMA-FD珠粒性能介紹國內(nèi)外使用模樣材料分析優(yōu)質(zhì)的模樣材料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模樣的的前提，縱觀全世界使用模樣材料情況，感謝閱讀在STMMA-FD珠粒尚未投入應(yīng)用之前，消失模鑄造常用的模樣材料有兩大塊：精品文檔放心下載EPS和共聚物。其中國外和臺(tái)灣的EPS為消失模鑄造鋁合金專用EPS，國內(nèi)的感謝閱讀EPS為可發(fā)性聚苯乙烯。而共聚物主要有中國凱斯特（本公司）的STMMA共感謝閱讀聚珠粒及日本三菱公司的CLEARPOR共聚物。眾所周知，我國國內(nèi)目前還沒有消失模鑄造專用的EPS珠粒，國內(nèi)消失模感謝閱讀鑄造企業(yè)一般使用EPS和STNNA共聚珠粒，所有使用EPS的廠家所用的都是謝謝閱讀包裝或建筑用的可發(fā)性聚苯乙烯。這些EPS的原料來源很雜，有時(shí)會(huì)有不同性感謝閱讀質(zhì)的原料混在一起（據(jù)了解，由于這幾年建筑和包裝行業(yè)對(duì)EPS阻燃級(jí)的要求，感謝閱讀基本上95%的原料均加阻燃劑），致使我們的鑄件缺陷多發(fā)，鑄件的合格率較低，感謝閱讀生產(chǎn)成本自然就高。歐、美、日等國家的消失模工藝鑄出的產(chǎn)品要比我們的好得多，其中最主要精品文檔放心下載的原因，是這些國家的有色金屬鑄造使用EPS專用料，黑色金屬消失模鑄造均謝謝閱讀采用共聚物。與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國的消失模鑄造技術(shù)還有較大的差距。感謝閱讀目前國內(nèi)EPS存在的缺陷（1）國內(nèi)目前還沒有專用于消失模鑄造工藝的聚苯乙烯泡沫（簡(jiǎn)稱EPS），精品文檔放心下載大多數(shù)消失模鑄造企業(yè)都在使用包裝用EPS篩余料（下腳料）代替專用料，包精品文檔放心下載裝用EPS是通過苯乙烯單體聚合而成，其分子量過低（只有5萬左右），導(dǎo)致模精品文檔放心下載.-樣的強(qiáng)度和剛度不夠，不適用消失模鑄造。（2）我們知道，有機(jī)物中碳原子占整個(gè)分子的比例越大，由于有機(jī)物不完全燃燒的原因，使其在燃耗過程中，更容易產(chǎn)生黑煙。同理，碳原子含量越高的有機(jī)物，在加熱分解過程中，越容易產(chǎn)生碳化現(xiàn)象。部分化合物因?yàn)槠涮荚铀颊麄€(gè)分子的比重較大，在進(jìn)一步的加熱過程中，容易碳化。由于在碳化后仍處于高溫狀態(tài)，碳原子活性也較大，因此會(huì)進(jìn)入到鑄件中，產(chǎn)生碳缺陷。精品文檔放心下載因此，當(dāng)用普通EPS珠粒制作的模樣用于消失模鑄造中，在澆注時(shí)，EPS謝謝閱讀泡沫先隨著溫度的升高，其中一部分鍵能較弱的鏈段發(fā)生斷裂，隨著溫度的持續(xù)感謝閱讀升高，鍵能較強(qiáng)的鏈段也發(fā)生斷裂，這就形成若干分子量較低的烴類化合物。且感謝閱讀在這些烴類化合物中存在一部分還有碳碳雙鍵以及碳碳三鍵的化合物。EPS模樣感謝閱讀對(duì)鋼鑄件表面增碳量為0.3~0.5%，在球鐵和灰鐵澆鑄中最為引人注目，它表現(xiàn)為謝謝閱讀皺紋、冷卻結(jié)疤、表面凹陷和表面下的夾渣等，使得鑄件的力學(xué)性能受到很大的感謝閱讀影響。國內(nèi)仍有很多鑄造廠家至今不敢上消失模，或上了消失模生產(chǎn)線卻不能批精品文檔放心下載量生產(chǎn)，一個(gè)最關(guān)鍵的原因，是我國目前還沒有完全解決該種缺陷的好方法。謝謝閱讀特別是在鑄鋁時(shí)，碳夾雜物成為消失模鑄造過程中主要問題，碳夾雜物出現(xiàn)于兩股金屬流相遇，但還沒有浸潤互熔而導(dǎo)致“冷隔”。假如鑄件是循環(huán)加熱—冷卻的，碳夾雜物還會(huì)導(dǎo)致金屬疲勞斷裂。假如一個(gè)鋁鑄件中存在碳夾雜物缺陷，那么一般情況下，該碳夾雜物缺陷將出現(xiàn)在每一個(gè)鑄件中。就鑄件而言，在某些情況下，當(dāng)此缺陷不存在于鑄件的重要區(qū)域時(shí)，還不是什么嚴(yán)重的問題。但如果碳夾雜物出現(xiàn)在重要部位，如像發(fā)動(dòng)機(jī)缸體這樣的鑄件，由于其承受高低溫循環(huán)變化和壓力的考驗(yàn)，造成液體在鑄件內(nèi)部滲漏，則將導(dǎo)致極為嚴(yán)重的故障。感謝閱讀3.STMMA-FD珠粒的介紹針對(duì)現(xiàn)有EPS存在的不足，我們研發(fā)STMMA-FD珠粒的第一目的，在于更感謝閱讀有效的減少鑄件在鑄造時(shí)產(chǎn)生的碳缺陷問題。第二目的，是在于解決現(xiàn)有EPS謝謝閱讀其分子量過低，強(qiáng)度和剛度不高的問題。STMMA-FD珠粒是通過在苯乙烯的合成中加入少量甲基丙烯酸甲脂，是一謝謝閱讀種新型改性的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，來提高分子量。同時(shí)通過有機(jī)溴和甲基丙烯謝謝閱讀酸甲酯的結(jié)合使用下減少碳缺陷問題的產(chǎn)生。有機(jī)溴在受熱情況下，會(huì)產(chǎn)生溴化感謝閱讀氫，溴化氫會(huì)與碳碳雙鍵和碳碳三鍵發(fā)生加成反應(yīng)，一方面，發(fā)生加成反應(yīng)后，精品文檔放心下載打破了原有碳碳雙鍵和三鍵，使得整個(gè)分子中碳原子所占的比例下降，而鑄件中感謝閱讀.-的碳缺陷主要由于聚合物受熱形成的碳碳雙鍵以及碳碳三鍵的存在而產(chǎn)生，因此感謝閱讀可在一定程度上減少了碳化。其次，溴原子的相對(duì)分子質(zhì)量大于氫原子，再結(jié)合精品文檔放心下載甲基丙烯酸甲酯聚合出的改性可發(fā)性聚苯乙烯共聚顆粒，相比于目前的聚苯乙烯感謝閱讀泡沫，其碳元素的比例大大下降，可以有效的通過碳含量的降低來減小碳缺陷的感謝閱讀產(chǎn)生。STMMA-FD珠粒主要應(yīng)用于灰鐵類、鋁合金等中低端消失模鑄件的生產(chǎn)，感謝閱讀與EPS相比有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）降低了鑄件的碳缺陷；（2）提高了模樣強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性；（3）提高了鑄件表面光潔度和成品率；（4）降低了鑄件的綜合生產(chǎn)成本。STMMA-FD珠粒的上述優(yōu)點(diǎn)是由材料的性質(zhì)決定的，STMMA-FD與EPS謝謝閱讀的綜合性能比較如表1所示：1STMMA-FD與EPS的綜合性能比較感謝閱讀項(xiàng)目單位EPSSTMMA-FD組成[C8H8]n碳含量%9282Tf℃80~8585分解熱℃-912-900發(fā)氣量（900℃）ml/g600700澆注溫度℃1500~14601480~1450（灰鐵箱體類）模樣分解殘留物多少模樣質(zhì)量粒徑范圍大，珠粒均勻，模樣密度階梯大模樣一致性好模樣收縮率%0.3~0.50.2~0.4鑄件成品率%低80~92%高≥93%（箱體、電機(jī)殼）消失模鑄造用珠粒規(guī)格、粒徑范圍和發(fā)泡倍率.-STMMA-FD珠粒規(guī)格、粒徑范圍和發(fā)泡倍率見表2。精品文檔放心下載表2 STMMA-FD珠粒規(guī)格、粒徑范圍和發(fā)泡倍率（150802批號(hào)）精品文檔放心下載珠粒規(guī)格珠粒粒徑范圍倍率公司實(shí)際檢測(cè)STMMA-FD特殊規(guī)格0.9-1.25mm≥40倍68~85STMMA-FD10.6-0.9mm≥40倍65~83STMMA-FD20.45-0.6mm≥40倍64~80STMMA-FD30.35-0.45mm≥40倍63~80STMMA-FD40.25-0.35mm≥40倍——消失模鑄造用珠粒含碳量、模樣燃燒分解殘留物對(duì)比消失模鑄造用珠粒含碳量的對(duì)比見圖1，模樣燃燒分解殘留物的對(duì)比見表3。謝謝閱讀表3模樣燃燒分解殘留物的對(duì)比珠粒名稱模樣重（g）殘留物重殘留物百分比模樣密度（g）（%）（g/l）普通EPS3.372.2265.921STMMA-FD3.371.0330.619STMMA3.370.154.4520STMMA-FD和STMMA共聚珠粒投產(chǎn)以來，已在國內(nèi)外幾百家消失模鑄造謝謝閱讀.-公司使用，并取得了良好的效果，這對(duì)提高我國消失模鑄造技術(shù)水平和鑄件質(zhì)量作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。精品文檔放心下載三、STMMA-FD珠粒應(yīng)用實(shí)例STMMA-FD珠粒試驗(yàn)過程和部分客戶應(yīng)用案例案例1：江蘇鹽城某公司之前用普通EPS珠粒生產(chǎn)180㎏球鐵變速箱（毛坯謝謝閱讀重：180kg，最薄尺寸：12mm，最厚尺寸20mm），由于當(dāng)時(shí)對(duì)消失模鑄造原材感謝閱讀料的忽視，鑄造出來的鑄件出現(xiàn)碳缺陷，冷隔等問題，廢品比例15~20%，導(dǎo)致謝謝閱讀綜合成本增加。由于第一副模具當(dāng)時(shí)是按普通EPS定的尺寸收縮，我們用凱斯特公司的新感謝閱讀材料FD珠粒進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：選用珠粒規(guī)格/粒徑：STMMA-FD2#（0.45mm~0.6mm）；謝謝閱讀預(yù)發(fā)密度：19g/L±0.5g/L；預(yù)發(fā)、成型、模樣時(shí)效處理、涂料浸涂烘干和之前工藝完全一致；謝謝閱讀模樣尺寸收縮對(duì)比：模樣的尺寸收縮與普通EPS一致，鑄件毛坯尺寸一致；精品文檔放心下載澆注過程對(duì)比：QT450-10箱體，澆注溫度：1500~1450℃；所有工藝都按照精品文檔放心下載之前工藝執(zhí)行，澆注速度與EPS一致，澆注過程無反噴現(xiàn)象；感謝閱讀鑄件質(zhì)量對(duì)比：使用FD珠粒實(shí)驗(yàn)時(shí)，其他工藝控制按之前執(zhí)行，生產(chǎn)出的謝謝閱讀鑄件表面光潔度好，表面碳缺陷基本沒有，與普通EPS相比有了很大的提升。感謝閱讀產(chǎn)品批量生產(chǎn)穩(wěn)定性對(duì)比：使用FD珠粒，生產(chǎn)澆注鑄件5件，其中4件整感謝閱讀體質(zhì)量很好，有一件表面有少量碳缺陷，但不影響加工。工藝試驗(yàn)后，后續(xù)又進(jìn)行了小批量和批量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)合格率穩(wěn)定在93%精品文檔放心下載左右，每月用消失模工藝生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品300噸左右。使用STMMA-FD珠粒，使謝謝閱讀公司鑄件產(chǎn)品質(zhì)量和合格率有了較大的提升。每噸鑄件綜合成本比用普通EPS精品文檔放心下載降低250元。案例2：河北衡水某公司之前用市場(chǎng)上普通EPS珠粒生產(chǎn)風(fēng)機(jī)配件—水冷機(jī)感謝閱讀座（毛坯重：20kg，最薄尺寸：6mm，最厚尺寸20mm），鑄造出來的鑄件出現(xiàn)精品文檔放心下載鑄件表面不平整、冷隔、積碳缺陷等問題，試壓滲漏，廢品比例10~20%，導(dǎo)致精品文檔放心下載.-綜合成本增加。由于模具是按普通EPS尺寸收縮開的，我們用凱斯特公司的新材料FD珠粒精品文檔放心下載進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：選用珠粒規(guī)格/粒徑：STMMA-FD3#（0.35mm-0.5mm）；感謝閱讀預(yù)發(fā)密度：22g/L±0.5g/L；預(yù)發(fā)、成型、模樣時(shí)效處理、涂料浸涂烘干和之前工藝完全一致；精品文檔放心下載模樣尺寸收縮對(duì)比：模樣的尺寸收縮與普通EPS一致，鑄件毛坯尺寸一致；精品文檔放心下載澆注過程對(duì)比：HT250水冷機(jī)座，澆注溫度：1450℃；所有工藝都按照之前謝謝閱讀工藝執(zhí)行，澆注速度與EPS一致，澆注過程無反噴現(xiàn)象；感謝閱讀鑄件質(zhì)量對(duì)比：使用FD珠粒實(shí)驗(yàn)時(shí)，其他工藝控制按之前執(zhí)行，生產(chǎn)出的謝謝閱讀鑄件外觀無皺皮、積碳等缺陷，與普通EPS相比有了很大的提升。謝謝閱讀產(chǎn)品批量生產(chǎn)穩(wěn)定性對(duì)比：使用FD珠粒，第一批生產(chǎn)澆注鑄件6件，其中精品文檔放心下載件整體質(zhì)量很好，試壓無滲漏，其中有一件表面有少量碳缺陷，但不影響加工。謝謝閱讀工藝試驗(yàn)后，后續(xù)有進(jìn)行了小批量和批量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)合格率穩(wěn)定在95%精品文檔放心下載左右，每月用消失模工藝生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品400噸左右。使用STMMA-FD珠粒，使謝謝閱讀公司鑄件產(chǎn)品質(zhì)量和合格率有了較大的提升。每噸鑄件綜合成本比用普通EPS感謝閱讀降低200元。案例3：浙江湖州某公司之前用市場(chǎng)上普通EPS珠粒生產(chǎn)電機(jī)殼（型號(hào)：感謝閱讀160—355 毛坯重：10~300kg，最薄尺寸：3mm，最厚尺寸20mm），鑄造出來謝謝閱讀的鑄件出現(xiàn)鑄件表面不平整、冷隔、積碳缺陷等問題（尤其電機(jī)殼散熱片出現(xiàn)鋸精品文檔放心下載齒狀），廢品比例10%左右，導(dǎo)致綜合成本增加。我們用凱斯特公司的新材料FD珠粒進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：謝謝閱讀選用珠粒規(guī)格/粒徑：STMMA-FD3#（0.35mm-0.5mm）；精品文檔放心下載預(yù)發(fā)密度：22-23g/L±0.5g/L；預(yù)發(fā)、成型、模樣時(shí)效處理、涂料浸涂烘干和之前工藝完全一致；精品文檔放心下載模樣尺寸收縮對(duì)比：模樣的尺寸收縮與普通EPS一致，鑄件毛坯尺寸一致；精品文檔放心下載澆注過程對(duì)比：HT200電機(jī)殼，澆注溫度：1500℃；所有工藝都按照之前工感謝閱讀藝執(zhí)行，澆注速度與EPS一致，澆注過程無反噴現(xiàn)象；感謝閱讀鑄件質(zhì)量對(duì)比：使用FD珠粒實(shí)驗(yàn)時(shí)，其他工藝控制按之前執(zhí)行，生產(chǎn)出的精品文檔放心下載.-鑄件外觀無冷隔、積碳等缺陷，與普通EPS相比有了很大的提升。感謝閱讀產(chǎn)品批量生產(chǎn)穩(wěn)定性對(duì)比：使用FD珠粒，第一批生產(chǎn)澆注鑄件100件，其中99件整體質(zhì)量很好，沒有以前出現(xiàn)的散熱片鋸齒狀缺陷，其中有一件鑄件進(jìn)砂導(dǎo)致報(bào)廢。謝謝閱讀工藝試驗(yàn)后，后續(xù)又進(jìn)行了小批量和批量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)合格率穩(wěn)定在97%精品文檔放心下載左右，每月用消失模工藝生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品500噸左右。使用STMMA-FD珠粒，使公司鑄件產(chǎn)品質(zhì)量和合格率有了較大的提升。每噸鑄件綜合成本比用普通EPS降低200~230元。精品文檔放心下載2.STMMA-FD 珠粒使用前后對(duì)比（1）用普通EPS生產(chǎn)消失模鑄件的常見缺陷：浙江湖州某公司，目前使用普通EPS珠粒生產(chǎn)電機(jī)殼，有10%左右的鑄件感謝閱讀易出現(xiàn)碳缺陷：內(nèi)腔積碳無法進(jìn)行加工，和散熱片出現(xiàn)鋸齒狀，影響外觀。精品文檔放心下載江蘇鹽城某公司，QT450-10材質(zhì)180kg變速箱箱體易出現(xiàn)碳缺陷，冷隔等感謝閱讀問題比例10~15%的廢品，綜合成本增加。（2）采用STMMA-FD 珠粒后的改善：浙江湖州某公司，用STMMA-FD 珠粒試驗(yàn)了電機(jī)殼鑄件，使以前使用普通謝謝閱讀EPS的合格率從90~92%提高到97~98%（即廢品率從8~10%降低到了2~3%），精品文檔放心下載合格率提高了6%以上。江蘇鹽城某公司：使用STMMA-FD試驗(yàn)了QT450-10材質(zhì)180kg的箱體，鑄件表面光潔度，表面碳缺陷都有有了很大的提升，鑄件的合格率從80~85%提高到94%左右（即廢品率從15~20%降低到了6%左右），合格率提高了10%以上。精品文檔放心下載（3）與普通EPS相比，使用STMMA-FD 珠粒后的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算：精品文檔放心下載STMMA-FD 珠粒的價(jià)格為1.6萬/噸，普通EPS的價(jià)格基本在1.2萬元/噸左謝謝閱讀右，最高在1.4萬元左右，單從購買模樣材料的成本計(jì)，則每噸鑄件所用消失模感謝閱讀模樣材料的成本增加6.60~13.20元。鑄件價(jià)格為6000元/噸左右，而使用STMMA-FD珠粒后，每噸鑄件原材料所增成本按10.00元計(jì)，則當(dāng)鑄件的合格率提升1%時(shí)，原料成本降低約50元左右。若鑄件的合格率有更大的提高，則而后每