消失模專用膠棒的實(shí)踐應(yīng)用及如何甄別普通膠棒

　　應(yīng)根鵬1 劉永其2 鄭又春3 章舟4

　　(1.杭州奧寶精細(xì)化工有限公司;2.浙江金華萬(wàn)里揚(yáng)機(jī)械公司;

　　3.消失模鑄造技術(shù)服務(wù);4.州學(xué)林科技服務(wù)部鑄造研究室)

　　摘要：本課題取材消失模專用熱膠棒與市售普通熱膠棒，通過(guò)多項(xiàng)性能的研究、比較后發(fā)現(xiàn)，市售普通熱膠棒不適用于消失模鑄造工藝;專用消失模熱膠棒的研究、生產(chǎn)已經(jīng)成熟，并市場(chǎng)化;配合熱膠槍使用熱膠棒，其快捷、靈活的操作施工方式很得生產(chǎn)實(shí)踐歡迎。

　　關(guān)鍵詞：消失模 專用熱膠棒，白模粘結(jié)，膠槍

　　1. 前言

　　隨著消失模鑄造工藝在國(guó)內(nèi)如火如荼的發(fā)展，白模的粘結(jié)工藝、粘結(jié)材料不斷開發(fā)、提高，專用的熱膠棒因其操作快捷、方便很快得到鑄造廠家的歡迎。膠棒的施工溫度有在100℃∽130℃的要求，因此選用可調(diào)恒溫的膠槍。由于與普通膠棒在外觀上相差不大，部分鑄造廠家對(duì)專用膠棒的性能了解不透徹，一定程度上影響到粘結(jié)工藝的使用效果。本課題選用了普通膠棒與專用膠棒，作對(duì)比研究，鑄造涂料和白模均由鑄造工藝成熟而穩(wěn)定的鑄造廠提供。

　　2. 消失模鑄造白模膠棒的工藝指標(biāo)

　　① 熔化過(guò)程無(wú)煙、無(wú)明顯難聞氣味。

　?、?熔化快速、無(wú)明顯氣泡逸出，熔化后穩(wěn)定性好，耐老化時(shí)間長(zhǎng);完全熔化后膠質(zhì)透明、潔凈不分層。

　?、?熔化溫度在100℃-150℃，低于100℃的膠活性不夠，粘結(jié)力低;120℃時(shí)有很好的流動(dòng)性，無(wú)拉絲現(xiàn)象;高于150℃易燙壞白模，不符合白模的工藝要求。

　　④ 膠液與白模的附著力強(qiáng)，涂摸膠液后稍加壓合既可，固化時(shí)間在5～10s，冷卻后剝離(破壞)檢查應(yīng)當(dāng)是白模破裂而不是膠體斷裂。

　?、?白模結(jié)合面(縫)溢出膠線齊整，無(wú)明顯凹陷、斷層、空隙。

　?、?熱膠涂層與涂料相容性佳，短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間放置均無(wú)斷流、滑移、滲漏。

　?、?耐烘房溫度不低于55℃，長(zhǎng)時(shí)間放置模型結(jié)合部位無(wú)松軟、塌陷、滑移等現(xiàn)象。

　?、?澆注過(guò)程對(duì)金屬液的阻擋作用小，氣化快速和完全，發(fā)氣量少，無(wú)殘留物。

　　3. 實(shí)驗(yàn)器具

　　3.1 取材

　　① 普通膠棒：無(wú)色或淺色透明，直徑φ11，用于工藝品和包裝箱粘結(jié)，如圖右所示。

　?、?奧寶專用膠棒：米黃色不透明，直徑φ11，專用于消失模白模粘結(jié)，如圖左所示。

　　3.2 檢測(cè)設(shè)備

　?、?電熱調(diào)溫熔膠爐，如圖2a所示。

　?、?NDJ-2旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，如圖2b所示。

　?、?環(huán)球軟化點(diǎn)測(cè)定儀，如圖2c所示。

　　④ 電熱烘箱，如圖2d所示。

　　(a) 電熱調(diào)溫熔膠爐 (b) NDJ-2旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) (c) 環(huán)球軟化點(diǎn)測(cè)定儀 (d) 電熱烘箱

　　4. 實(shí)踐過(guò)程

　　4.1膠棒性能檢測(cè)

　　① 熔融速度：分別將2種膠棒放入調(diào)溫電爐，觀察不同的融化情況。設(shè)定溫度在80℃，同步啟動(dòng)2臺(tái)電爐，幾分鐘后發(fā)現(xiàn)，普通膠棒緩慢變軟，專用膠棒無(wú)明顯變化。調(diào)整至100℃，普通棒已經(jīng)完全融化，而專用棒緩慢變軟熔融，120℃時(shí)完全熔融。從高溫冷卻時(shí)，專用棒在95℃左右快速固化，普通棒在60℃左右緩慢固化。

　?、?熔融后流淌性：普通棒在熔融后較稠，流動(dòng)性差，有拉絲;專用棒熔融后較稀，流動(dòng)性好，無(wú)拉絲。2個(gè)膠棒熔融后都呈透明狀態(tài)。

　?、?150℃時(shí)旋轉(zhuǎn)粘度：用NDJ-2旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試在150℃時(shí)粘度，普通膠棒在20000mPa.s左右，而專用膠棒的數(shù)據(jù)是1000mPa.s。

　?、?軟化點(diǎn)測(cè)試：將4個(gè)已經(jīng)熔融的熱膠液，灌裝到已清洗并預(yù)熱的環(huán)球，在熱膠冷卻后經(jīng)削整至標(biāo)準(zhǔn)，裝入盛有硅油的測(cè)定儀，緩慢加熱，觀察在50℃至100℃不同溫度階段的2個(gè)小球(膠樣)的變化。測(cè)試結(jié)果是：普通膠棒在50℃變軟，65℃球掉下;專用膠棒在90℃開始變軟，100℃掉球。

　　4.2 涂料涂掛性測(cè)試

　　分別取2個(gè)膠棒，插入消失模涂料，然后拿出，觀察膠棒表面涂料的存在狀況，普通膠棒表面的涂料很快滑移;專用膠棒與涂料浸潤(rùn)性非常好，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定分布。將2個(gè)膠棒融化后分別涂布在白模表面和把模片做粘結(jié)作業(yè)后，涂刷消失模涂料，觀察結(jié)果相同。

　　4.3 耐烘房溫度

　　將2個(gè)膠棒熔化，取4個(gè)完全相同的模片，分2批做相同的粘結(jié)作業(yè)，待冷卻后將其中1批同時(shí)放入60℃的電烘箱堆放，另1批放入55℃的車間烘房懸掛。經(jīng)2h、4h、8h后觀察。有不同結(jié)果：1h后普通膠棒很快蠕變，而專用膠棒無(wú)明顯變化。1、2兩批在烘箱和烘房的對(duì)比結(jié)果幾乎相同。

         4、對(duì)比效果

　　4.4 燃燒發(fā)氣量和殘留物

　　分別將2個(gè)膠取相同量燃燒，收集燃燒過(guò)程排放的氣體，結(jié)果是：普通膠棒發(fā)氣量大，專用膠棒發(fā)氣量少。2個(gè)樣燃燒后均無(wú)殘留物。

　　4.5 操作

　　在浙江某鑄造廠，分別取EPS白模和共聚料白模，其中EPS白模由該廠提供，共聚料白模是杭州凱斯特公司生產(chǎn)的STMMA3#A。用專用膠棒粘結(jié)白模模片，鑄鋼件有主殼體、軸承座、長(zhǎng)(短)軸座等等，;刷涂由鑄造廠提供的消失模涂料，經(jīng)烘房50℃烘干，如圖所示;將模型埋箱、震實(shí)，安裝澆冒口，澆注金屬液，冷卻后清砂。經(jīng)檢測(cè)，鑄件的粘結(jié)部位無(wú)錯(cuò)位、夾砂、塌陷等缺陷，鑄件其他多項(xiàng)性能指標(biāo)也完全符合工藝要求。

　　5. 實(shí)踐結(jié)果與分析

　　表 實(shí)踐結(jié)果

　　5.2 材料分析

　　普通膠棒熱塑性含量很高，粘性很好但流動(dòng)性很差、固化時(shí)間也很慢;由于含石蠟成分，涂料的涂掛性就差;專用膠棒用耐高溫樹脂添加特殊材料制造而成，完全是根據(jù)消失模鑄造需要而研制的一種熱操作的粘結(jié)劑，因此，消失模工藝要求的快速的熔融和固化、好的流動(dòng)性、高的耐溫性、好的涂料涂掛性、低的燃燒發(fā)氣量、無(wú)殘留物等等都得到保證。專用膠棒配合調(diào)溫膠槍施工，是一種便捷的、可控的、安全的作業(yè)方式，盡管在外觀上與普通膠棒相似，但在性能上是有差別的。

　　6. 實(shí)踐結(jié)論

　　配合膠槍使用膠棒，其快捷、靈活的操作施工方式很得生產(chǎn)實(shí)踐歡迎，但普通膠棒不完全符合消失模鑄造白模粘結(jié)的工藝需求。專用的膠棒經(jīng)過(guò)多年的研究、生產(chǎn)，工藝比較成熟，并已經(jīng)市場(chǎng)化。杭州奧寶精細(xì)化工有限公司是目前國(guó)內(nèi)唯一研究和生產(chǎn)消失模鑄造專用的膠棒的企業(yè)，企業(yè)信譽(yù)和產(chǎn)品品質(zhì)已得到了國(guó)內(nèi)很多廠家的認(rèn)同。

　　7. 熱熔膠棒在消失模鑄造上的應(yīng)用

　　熱熔膠棒可配合膠槍施工?？紤]到消失模鑄造白模粘結(jié)工藝的特殊性，推薦使用可調(diào)溫的膠槍，杭州奧寶公司備有配套的可調(diào)(控)溫的膠槍，供鑄造廠家使用，如圖5所示。

　　膠槍的施工方法是：如圖4所示插入膠棒，通電，設(shè)定升溫到130～140℃，幾分鐘后，膠槍指示燈滅時(shí)輕扣扳機(jī)，扳機(jī)有松動(dòng)表明槍內(nèi)已經(jīng)部分或完全熔融，若沒松動(dòng)請(qǐng)不要使勁硬扳，否則極易損壞膠槍元件。扣動(dòng)扳機(jī)，輕輕地將熔膠擠出到待粘結(jié)的白模表面，單面涂膠，再將兩塊泡沫模樣合模，稍擠壓3～5s，即粘接牢固。泡沫模樣固定后可接著做接合縫涂刮修補(bǔ)。膠槍的使用過(guò)程如圖6所示。

　　膠槍在使用過(guò)程，要注意設(shè)置溫度與實(shí)際溫度有誤差，實(shí)際溫度要略低設(shè)定溫度5～10℃，實(shí)際施工時(shí)可根據(jù)情況適當(dāng)提高或降低溫度。我們關(guān)注的是熔膠的實(shí)際溫度，推薦的使用溫度在120～140℃。實(shí)際溫度不能過(guò)高也不能過(guò)低，過(guò)高會(huì)使白模熔化致模型凹陷;過(guò)低的溫度可能導(dǎo)致粘結(jié)力下降，使接合處間隙很大，尺寸不準(zhǔn)，極有可能出現(xiàn)假粘結(jié)現(xiàn)象，白模一經(jīng)移動(dòng)一經(jīng)烘烤就掉;尤其在裝箱時(shí)，要特別注意避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，否則前功盡棄。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 應(yīng)根鵬，鄭又春，章舟.消失模白模粘接劑之全攻略.2009年徐州消失模鑄造年會(huì)論文集，2009.10 59-66頁(yè)

　　[2] 向明等.熱熔膠粘劑.化學(xué)工業(yè)出版社，2002.2

　　[3] 梁光澤等.實(shí)型鑄造論文匯編.上?？茖W(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，2008.6

　　[4] 孫志偉.消失模鑄造用熱熔膠.鑄造，1997，(5)：45-46頁(yè)

　　作者簡(jiǎn)介

　　應(yīng)根鵬，男，(1971-)，大學(xué)，工程師，杭州奧寶精細(xì)化工有限公司工作，從事消失模白模粘結(jié)劑及相關(guān)材料的開發(fā)研究，有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　鄭又春，男，(1963-)，大學(xué)，鑄造工程師，浙江臨海，從事消失模技術(shù)的技術(shù)服務(wù)、工藝管理及企業(yè)管理，有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　章舟，男，(1937-)，大學(xué)，資深鑄造工程師，退休后創(chuàng)辦杭州學(xué)林科技鑄造研究室，從事鑄造技術(shù)的推廣和資料的編輯整理，目前已有15本鑄造類書籍出版，在編待編的還有5本。