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延長固化時間為什麼強度會下降

發布時間: 2022-07-28 14:42:32

1. 影響膠合強度的原因有哪些

影響聚合物實際強度的因素

從分子結構的角度來看,聚合物之所以具有抵抗外力破壞的能力,主要靠分子內的化學鍵合力和分子間的范德華力和氫鍵。不考慮其它各種復雜的影響因素,我們可以由微觀角度計算出聚合物的理論強度,這種考慮方法是很有意義的,因為把理論計算得到的結果與實際聚合物的強度相比較,我們就可以了解它們之間的差距,這個差距將指引和推動人們進行提高聚合物實際強度的研究和探索。

如果高分子鏈的排列方向是平行於受力方向的,則斷裂時可能是化學鍵的斷裂或分子間的滑脫;如果高分子鏈的排列方向是垂直於受力方向的,則斷裂時可能是范德華力或氫鍵的破壞。通過對比三種情況的理論拉伸強度(或斷裂強度)和實際強度的數值,發現理論強度和實際強度存在著巨大的差距。可見,提高聚合物的實際強度的潛力是很大的。
影響聚合物實際強度的因素很多,總的來說可以分為兩類:一類是與材料本身有關的,包括高分子的化學結構、分子量及其分布、支化和交聯、結晶與取向、增塑劑、共混、填料、應力集中物等;另一類是與外界條件有關的,包括溫度濕度、光照、氧化老化、作用力的速度等。
1、高分子本身結構的影響

前面已經分析過高分子具有強度在於主鏈的化學鍵力和分子間的作用力,所以增加高分子的極性或產生氫鍵可使強度提高。例如低壓聚乙烯的拉伸強度只有15~16
MPa,聚氯乙烯因有極性基團,拉伸強度為50MPa,尼龍610有氫鍵,拉伸強度為60MPa。極性基團或氫鍵的密度愈大,則強度愈高,所以尼龍66的拉伸強度比尼龍610還大,達80MPa。如果極性基團過密或取代基團過大,阻礙著鏈段的運動,不能實現強迫高彈形變,表現為脆性斷裂,因此拉伸強度雖然大了,但材料變脆。

主鏈含有芳雜環的聚合物,其強度和模量都比族主鏈的高,因此新型的工程塑料大都是主鏈含芳雜環的。例如芳香尼龍的強度和模量比普通尼龍高,聚苯醚比族聚醚高,雙酚A聚碳酸酯比族的聚碳酸酯高。引入芳雜環側基時強度和模量也要提高,例如聚苯乙烯的強度和模量比聚乙烯的高。

分子鏈支化程度增加,使分子之間的距離增加,分子間的作用力減小,因而聚合物的拉伸強度會降低,但沖擊強度會提高。例如高壓聚乙烯的拉伸強度比低壓聚乙烯的低,而沖擊強度反而比低壓聚乙烯高。

適度的交聯可以有效地增加分子鏈間的聯系,使分子鏈不易發生相對滑移。隨著交聯度的增加,往往不易發生大的形變,強度增高。例如聚乙烯交聯後,拉伸強度可以提

高1倍,沖擊強度可以提高3~4倍。但是交聯過程中往往會使聚合物結晶度下降,取向困難,因而過分的交聯並不總是有利的。

分子量對拉伸強度和沖擊強度的影響也有一些差別。分子量低時,拉伸強度和沖擊強度都低,隨著分子量的增大,拉伸強度和沖擊強度都會提高。但是當分子量超過一定的數值以後,拉伸強度的變化就不大了,而沖擊強度則繼續增大。人們製取高分子量聚乙烯(M=5×105~4×106)的目的之一就是為了提高它的沖擊性能。它的沖擊強度比普通低壓聚乙烯提高3倍多,在一40℃時甚至可提高18倍之多。
2、結晶和取向的影響
結晶度增加,對提高拉伸強度、彎曲強度和彈性模量有好處。例如在聚丙烯中無規結構的含量增加,使聚丙烯的結晶度降低,則拉伸強度和彎曲強度都下降(見下表)。然而,如果結晶度太高,則導致沖擊強度和斷裂伸長率的降低,聚合物材料就要變脆,反而沒有好處。

無規結構含量對聚丙烯性能的影響
無規結構的含量 %拉伸強度 MPa彎曲強度 MPa
2.0
2.5
3.3
3.5
6.4
11.834.5
34.0

32.5
20.0
—56.5
46.0
45.0
45.0
41.0
40.0

對結晶聚合物的沖擊強度影響更大的是聚合物的球晶結構。如果在緩慢的冷卻和退火過程中生成大球晶的話,那麼聚合物的沖擊強度就要顯著下降,因此有些結晶性聚合物在成型過程中加入成核劑,使它生成微晶而不生成球晶,以提高聚合物的沖擊強度。所以在原料選定以後,成型加工的溫度和後處理的條件,對結晶聚合物的力學性能有很大的影響。

取向可以使材料的強度提高幾倍甚至幾十倍。因為取向後高分子鏈順著外力的方向平行地排列起來,使斷裂時,破壞主價鍵的比例大大增加,而主價鍵的強度比范德華的強度高20倍左右。另外取向後可以阻礙裂縫向縱深發展。
3、應力集中物的影響

如果材料存在缺陷,受力時材料內部的應力平均分布狀態將發生變化,使缺陷附近局部范圍內的應力急劇地增加,遠遠超過應力平均值,這種現象稱為應力集中,缺陷就是應力集中物,包括裂縫、空隙、缺口、銀紋和雜質等,它們會成為材料破壞的薄弱環節,嚴重地降低材料的強度,是造成聚合物實際強度與理論強度之間巨大差別的主要原因之一。

各種缺陷在聚合物的加工成型過程中是相當普遍存在的,例如在加工時,由於混煉不勻、塑化不足造成的微小氣泡和接痕,生產過程中也常會混進一些雜質,更難以避免的是在成型過程中,由於製件表裡冷卻速度不同,表面

物料接觸溫度較低的模壁,迅速冷卻固化成一層硬殼,而制體內部的物料,卻還處在熔融狀態,隨著它的冷卻收縮,便使製件內部產生內應力,進而形成細小的銀紋,甚至於裂縫,在製件的表皮上將出現龜裂。上述各類缺陷,盡管非常微小,有的甚至肉眼不能發現,但是卻成為降低聚合物力學性能的致命弱點。例如:膠粘劑由於蒸發、冷卻或化學反應固化時,通常體積減少,產生收縮和收縮力,從而在粘接端或膠粘劑空孔的周圍,產生應力集中,這種固化過程產生的內應力,對粘接系統給予致命影響。溶液膠粘劑,因為其固體含量通常為20.6%,所以固化過程中體積收縮最嚴重。熱熔膠粘劑,固化時體積收縮率也是較大的差異。縮聚反應時,有副產物逸出,體積收縮很嚴重,酚醛樹酯固化收縮率比環氧樹脂大5~10倍,烯類單體或預聚體的雙鍵發生加聚反應,兩個雙鍵由范德華力結合變成共價鍵結合,原子間距離大大縮短,體積收縮率也較大,如不飽和聚酯固化收縮率高達10%,比環氧樹脂高1~4倍。開環聚合時一對原子由范德華力作用變成化學鍵結合,而另一對原子由原來的化學鍵結合變成接近於范德華力的作用,所以體積收縮率較小,如開環聚合的環氧樹脂固化的體積收縮率比較小,這是它有較高力學強度的主要原因之
4、增塑劑的影響
增塑劑一般是低分子量的液體或固體有機化合物,增塑劑的加入對聚合物起了稀釋作用,減小了高分子鏈之間的作用,因而強度降低,強度的降低值與增塑劑的加入量約成正比。但是,增塑劑加入膠粘劑高分子化合物中,增加固化體系的可塑性和彈性,改進柔軟性和耐寒性、低溫脆性等。增塑劑的粘度低、沸點高,能增加樹脂的流動性,有利於浸潤、擴散和吸收。增塑劑隨著放置時間的增長而揮發,同時還向表面遷移,膠粘劑中的增塑劑失去,將使粘接強度下降。
5、填料的影響

填料的加入並不是單純的混合,而是彼此間存在次價力。這種次價力雖然很弱,但具有加和性,因此當聚合物相對分子質量較大時,其總力則顯得可觀,從而改變聚合物分子的構象平衡和鬆弛時間,還可使聚合物的結晶傾向和溶解度降低以及提高玻璃化溫度和硬度等。
聚合物中常加入—定數量的填料,以改善聚合物的如下性能:
(1)增大內聚強度;
(2)調節粘度或作業性;
(3)提高耐熱性;
(4)降低熱膨脹系數和減少收縮率:
(5)給與間隙填充性;
(6)給與導電性;
(7)降低成本。

填充劑的種類和添加的數量隨使用的目的而不同,而且與聚合物種類、性質、填充劑的形狀大小、以

及與聚合物的親和力大小等因素有關。一般,一定數量和大小粒子的填料,當施加應力時,對聚合物的分子運動是有影響的,多數填充劑,使分子運動困難,其結果,聚合物的熱膨脹系數降低,填充劑相能支持負荷或吸收能量,所以耐沖擊性增大。一般,加入無機填料,拉伸強度最初增大,填料過多時則下降。對於特定的物性,為獲得填充劑正確效果,在廣泛范圍內進行實驗是必要的。
6、共聚和共混的影響

共聚可以綜合兩種以上均聚物的性能。例如聚苯乙烯原是脆性的,如果在苯乙烯中引入丙烯腈單體進行共聚,所得共聚物的拉伸和沖擊強度都提高了。還可以進一步引入丁二烯單體進行接枝共聚,所得高抗沖聚苯乙烯和ABS樹脂,則可以大幅度地提高沖擊強度。

共混是一種很好的改性手段,共混物常常具有比原來組分更為優越的使用性能。最早的改性聚苯乙烯就是用天然橡膠和聚苯乙烯機械共混得到的,後來還用丁腈橡膠與AS樹脂共混(機械的或乳液的)的辦法制備ABS樹脂,它們的共同點都是達到了用橡膠使塑料增韌的效果。
7、外力作用速度和溫度的影響

由於聚合物是粘彈性材料,它的破壞過程也是—種鬆弛過程,因此外力作用速度與溫度對聚合物的強度有顯著的影響。如果一種聚合物材料在拉伸試驗中鏈段運動的鬆弛時間與拉伸速度相適應,則材料在斷裂前可以發生屈服,出現強迫高彈性。當拉伸速度提高時,鏈段運動跟不上外力的作用,為使材料屈服,需要更大的外力,即材料的屈服強度提高了;進一步提高拉伸速度,材料終將在更高的應力下發生脆性斷裂。反之當拉伸速度減慢時,屈服強度和斷裂強度都將降低。在拉伸試驗中,提高拉伸速度與降低溫度的效果是相似的。

在沖擊試驗中,溫度對材料沖擊強度的影響也是很大的。隨溫度的升高,聚合物的沖擊強度逐漸增加,到接近Tg時,沖擊強度將迅速增加,並且不同品種之間的差別縮小。例如室溫時很脆的聚苯乙烯,到Tg附近也會變成一種韌性的材料。低於Tg愈遠時,不同品種之間的差別愈大,這主要決定於它們的脆點的高低。對於結晶聚合物,如果其了。在室溫以下,則必然有較高的沖擊強度,因為非晶部分在室溫下處在高彈態,起了增韌作用,典型的例子如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯-l等。熱固性聚合物的沖擊強度受溫度的影響則很小。

2. 影響膠粘劑固化的因素有哪些

影響膠粘劑固化的三大因素:

1、固化溫度

固化溫度是膠粘劑固化時的重要參數之一,若固化溫度過高,則容易引起膠液流失或使膠層脆化,導致膠接強度下降.,若固化溫度過低,基體的分子鏈運動困難,則會使膠層的交聯密度過低,固化反應無法完成,因此,在固化過程中,必須嚴格控制固化溫度,每種膠粘劑都有特定的固化溫度。

2、固化壓力

固化壓力是指在固化過程中施加一定壓力,有利於膠層與被粘物膠接得好,保證質量,由於膠種不一樣,施加的壓力也不同,一般分下列三種情況:接觸壓力就是由被粘物自身重量所產生的壓力進行固化,不必另外再施加壓力,如環氧樹脂膠。0.1~0.3MPa壓力適用於溶劑型膠粘劑,如酚醛一縮醛膠、酚醛一丁腈膠、環氧一丁腈膠、環氧一尼龍膠和聚醯亞胺膠等。0.3~0.5MPa壓力適用於膜狀、粉狀、管狀、粒狀的各種膠粘劑,還有熱熔膠,加大壓力的目的是提高其濕潤性。

3、固化時間

固化時間是指在一定的溫度、壓力條件下,膠接過程固化所需的時間,不同的膠粘劑其固化時間也不同,如瞬間固化的,有a一氰基丙烯酸酯膠,熱熔膠有幾小時固化的,如室溫快固環氧膠,有長達幾天才固化的,如環氧聚醯胺膠等。固化的時間也受固化溫度和壓力的影響,提高固化溫度,則可縮短固化時間,在較低固化溫度條件下,固化時間則要大大地延長,如低於室溫有時幾天也不固化。

3. 混凝土凝固時間對強度的影響

說起混凝土固化時間,我們先來了解下什麼是混凝土,在我們印象中,混凝土就是沙子跟泥土加入水後攪拌成糊狀的東西就稱為混凝土了。不知是否如我們所理解的一樣,我們先來看看專業人士的解釋,混凝土是指由膠凝材料將骨料膠結成整體的工程復合材料的統稱。通常講的混凝土是指用水泥作膠凝材料,砂、石作骨料;與水(可含外加劑和摻合料)按一定比例配合,經攪拌而得的水泥混凝土,也稱普通混凝土。由此可見跟我們所理解的相差無幾。今天我們就一起來了解下混凝土固化時間是什麼,到底對混凝土強度有何影響?


混凝土固化時間-混凝土固化時間對強度的影響

混凝土的強度將隨齡期的增長而不斷發展,最初7致14天內強度發展較快,以後逐漸緩慢,28天達到設計強度。

混凝土凝固時間一般稱養護時間,以天為單位又稱齡期。混凝土的強度隨養護時間的增加而不斷增長,呈曲線關系。14天以前,曲線較陡,14天以後曲線開始變得平緩,28天以後曲線更加平緩。就是說混凝土隨養護時間的延長,強度不斷地增長,開始較快,以後則漸緩,大約在2~3年以後,強度才停止增長。

混凝土強度的增長不僅與養護時間有關,還與水泥的品種、養護條件、環境溫度有很大的關系。如使用425號普通硅酸鹽水泥配製的混凝土在自然條件下養護,環境溫度20℃時,7天可達到設計強度的60%,28天可達到設計強度的95~100%;而在環境溫度10℃時7天只能達到設計強度的45%左右,28天也只能達到設計強度的80%左右。在負溫度的條件下,只要混凝土受凍前強度已達到設計強度的30%以上,混凝土的強度也能增長,但增長較慢。

一般來說,凝結時間過長,對後期強度影響不是很大。混凝土強度主要和水灰比和水泥用量有關。但是如果凝結時間過長,而在這段時間混凝土受到意外的傷害,這個就難說不會降低混凝土的強度了。


混凝土固化時間-什麼是混凝土固化時間

混凝土固化時間分為初凝時間和終凝時間。初凝時間為水泥加水拌合起,至水泥漿開始失去塑性所需的時間。終凝時間從水泥加水拌合起,至水泥漿完全失去塑性並開始產生強度所需的時間。水泥凝結時間在施工中有重要意義,初凝時間不宜過短,終凝時間不宜過長。硅酸鹽水泥初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於390min;普通水泥初凝時間不得早於45min,終凝時間不得遲於600min。水泥初凝時間不合要求,該水泥報廢;終凝時間不合要求,視為不合格。


混凝土的初凝時間一般是根據水泥品種而定,基本沒有統一的時間,但是有個大致范圍就是2-3小時。如果加入早凝劑,初凝時間大致可以縮短到半小時;如果加入緩凝劑,初凝時間可以延長到5-10小時。具體的初凝時間一般由試驗決定,而且是每家工廠的每一批水泥都要做試驗。

初凝時間是指水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性的時間;終凝時間是指水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性並開始產生強度的時間。


最初,對於混凝土固化時間在我們的腦海中完全是沒有概念的,以為混凝土固化時間是沒有什麼規范可言,只要沙子、水泥、水混合的比例得當,就會完全固化,而對於這個固化時間,以為只要能固化就可以了。但是通過上文詳細的解釋與說明,看來混凝土固化時間可分為初凝時間和終凝時間,對於這兩個時間在行業標准里都是有規范標準的。此外,混凝土固化時間對混凝土的強度也是有一定影響的,所以我們一定要控制好,不要貪圖快,那就會得不償失了。希望大家都要引起注意。

4. 水泥怎麼過了20天 強度怎麼下降了 剛開始打開包用的時候凝固的好快 留了20天左右 再用卻過了一晚也不結固

水泥如果緩慢固化可能看不到明顯的大塊,但裡面肯定有小球一樣的凝結快,這說明它已經部分固化了,如果你用的是硅酸鹽水泥,在天氣比較乾燥的情況下用十天半月沒太大問題,如果很潮濕的話,就難說了,一般沒用完的水泥最好用塑料袋密封好,保護好的話用兩個月沒問題!

5. 不飽和聚酯樹脂固化強度弱是怎麼回事

固化強度除去了原材料、配比、含量有關外還和固化度有關。而環境的溫度、濕度還有後固化時間等都會影響固化度,依據你以上所述很有可能是因為在管道中的溫度較低或者濕度較大而至,溫度較低濕度較大使得凝膠時間較長,使得苯乙烯等交聯劑揮發,最終固化不完全而影響強度。還有可能是因為你的後固化時間不夠,固化度達不到要求影響強度。

6. 膠粘劑固化的過程

您這個問題提的太沒水平了 膠粘劑根據類型不同固化方式也不同 大體有以下幾種吧 按膠粘劑固化溫度分 可分為室溫固化膠粘劑、中溫固化膠粘劑和高溫固化膠粘劑。
所謂室溫固化膠粘劑,就是在室溫下,通常是在30℃以下能固化的膠粘劑。
所謂中溫固化膠粘劑,就是在30~99℃能固化的膠粘劑。
所謂高溫固化膠粘劑,就是在100℃以上能固化的膠粘劑。
膠粘劑固化方式:
熱熔膠的固化
熱塑性高分子物質加熱熔融了之後就獲得了流動性,許多高分子熔融體可以作為膠粘劑來使用。高分子熔融體在浸潤被粘表面之後通過冷卻就能發生固化,這種類型的膠粘劑稱為熱熔膠。
熱熔膠的固化是一種簡單的熱傳遞過程,即加熱熔化塗膠粘合,冷卻即可固化。固化過程受環境溫度影響很大,環境溫度低,固化快。為了使熱熔膠液能允分濕潤被粘物,使用時必須嚴格控制熔融溫度和晾置時間,對於粘料具結晶性的熱熔膠尤應重視,否則將因冷卻過頭使粘料結晶不完全而降低粘接強度。
溶液型膠粘劑固化
熱塑性的高分子物質可以溶解在適當的溶劑中成為高分子溶液而獲得流動性,在高分子溶液浸潤被粘物表面之後將溶劑揮發掉就會產生—定的粘附力。許多高分子溶液可以當作膠粘劑來使用,最常遇到的治液溶液膠粘劑劑是修補自行車內胎用的橡膠溶液,許多膠粘劑是溶液型的。
溶液型膠強劑固化過程的實質是隨著溶劑的揮發。溶液濃度不斷增大,最後達到一定的強度。溶液膠的固化速度決定於溶劑的揮發速度,還受環境溫度、濕度、被粘物的緻密程度與含水量、接觸面大小等因素的影響。配製溶液膠時應選樣特定溶劑改組成混合溶劑以調節固化速度。選用易持發的溶劑,易影響結晶料的結晶速度與程度,甚至造成膠層結皮而降低粘接強度,此外快速揮發造成的粘接處降溫凝水對粘接強度也是不利的。選用的溶劑揮發太慢,固化時間長,效率低,還可能造成膠層中溶劑滯留,對粘接不利。在使用溶液膠時還應嚴格注意火災與中毒現象。
乳液型膠粘劑的固化
水乳液型膠粘劑是聚合物膠體在水小中的分散體,為一種相對穩定體系。當乳液中的水分逐漸滲透到被粘物中並揮發時,其濃度就會逐漸增大,從而因表面張力的作用使膠粒凝聚而固化。環境溫度對乳液的凝聚影響很大,溫度足夠高時乳液能凝聚成連續的膜,溫度太低或低於最低成膜溫度(該溫度通常比玻璃化溫度略低一點)時不能形成連續的膜,此時膠膜呈白色,強度根差。不同聚合物乳液的最低成膜溫度是不同的,因此在使用該類膠粘劑時一定要使環境溫度高於其最低成膜溫度,否則粘接效果不好。
增塑糊型膠粘劑的固化
增塑糊是高分子化合物在增塑劑中的一種不穩定分散體系,其固化基本上是高分子化合物溶解在增塑劑中的過程。這種糊在常溫下行一定的穩定性。在加熱時(一般在150~209℃)高分子化合物的增塑劑能迅速互溶而完全凝膠化,提高溫度有利於高分子鏈運動,有利於形成均勻緻密的粘接層。但溫度過高會引起聚合物分解。
反應型粘膠粘劑的固化
反應型膠粘劑小都存在著活性基團,與同化劑、引發劑和其他物理條件的作用下,粘料發生聚合、交聯等化學反應而固化。按固化介式反應型膠粘劑可分為固化劑固化型、催化劑固化型與引發劑固化型等幾種類型。至於光敏固化、輻射同化等膠的固化機制一般屬於以上類型中。
環氧樹脂、聚氨酯類膠粘劑多是用化學計量的固化劑固化的;第二代丙烯酸酯結構膠、不飽和聚酯膠等常用引發劑引發固化;一些酚醛、脲醛樹脂膠可用酸性催化劑催化固化。某些反應型膠粘劑同化時會出現自動加速現象,設計配方或使用膠豹粘劑時尤應注意,因為凝膠化時的急劇放熱會使膠層產生缺陷、破壞被粘材料而使粘接失敗。
膠液初步固化後,膠層一般可獲得一定的粘接強度,在初步固化以後的較長時間內粘接強度還會不斷提高。由於初步固化後分子運動變難,因此這類膠粘劑在初步固化後適當延長固化時間或適當提高固化溫度以促進後固化的順利進行對粘接強度是極其有利的。
對於某一特定的膠種來說,設定的固化溫度是不能降低的,溫度降低的結果是固化不能完全,致使粘接強度下降,這種劣變是難以用延長固化時間來補償的。對於設定在較高溫度固化的膠,最好採用程序升溫固化,這樣可以避免膠液溢流、不溶組分分離,並能減小膠層的內應力。對於固化過程中有揮發性低分子量物質生成的膠種,固化時常需施加一定的壓力,如果固化過程中不產生小分子物質,則僅施以接觸壓力以防止粘接面錯位就行。
用固化劑固化的膠動劑,固化劑用聯一般是化學計量過的,加入量不足時難以固化完全,固化劑一般略過量一些。採用分子量較大的固化劑時,其用員量范圍可以稍大一些。例如,用650聚醯胺固化環氧樹脂時用量為30~l100質量份。用引發劑固化的膠憨亦粘劑,在一定范圍內增大引發劑用量可以增大固化速度而膠的性能受影響不大。用量不足易使反應過早中止,不能固化完全;用量過大,聚合度降低,均使粘接強度降低。為了避免凝膠化現象對膠粘的不利影響,可以使用復合引發劑:即將活性低與活性高的引發劑配合使用。加入引發劑後再適當加入一些特殊的還原性物質(稱為促進劑)可以大大降低反應的話化能加大反應速度.甚至可以製成室溫快固肪種,這祝是氧化還原引發體系,由於還原劑在促進引發劑分解的同時降低引發效率,因此在氧化還原引發體系中,引發劑量應加大。催化劑只改變反應速度,催化劑固化膠粘劑在不加催化利時反應極慢(指常溫下),可以長期存放,過量使用催化劑會使膠層性能劣化。當催化劑量較少時適當提高固化溫度也是可行的。

7. 鑄造呋喃樹脂初終強度的關系

呋喃自硬樹脂砂工藝自20世紀80年代在我國開始應用,由於其良好的潰散性自硬特性和生產的鑄件、尺寸精度高等優點,大幅度減輕了工人的勞動強度明顯改善了鑄造車間的工作環境,並且顯著提高了我國鑄造企業的生產工藝水平和鑄件質量,因而獲得了大規模的推廣,逐步淘汰了傳統的濕型烘模砂,成為中大型鑄鐵件的唯一的造型工藝和中大型鑄鋼件鑄、鋁件的重要的造型工藝經過近20年的發展,無論是樹脂砂生產設備還是樹脂砂原輔材料,國內的相關產品都達到了國外同類產品的水平近。
最近幾年,我國鑄造業的發展速度比以往的任何時候都快。特別是樹脂粘結劑技術的應用,使鑄件生產在保證產品尺寸精度,提高產品的表面質量,減少廢品,節省工時,提高勞動生產率,減輕工人的勞動強度以及型砂的再生回用等方面有了很大的進步。我公司技術人員通過十多年的鑄造行業走訪與觀察,從以下幾個方面來分析樹脂砂造型強度。

1、砂形及顆粒大小
樹脂造型的原砂一般選用天然石英砂。對於部分高合金鋼鑄件或特殊要求的鑄件,也可選用鉻鐵礦砂或鋯砂等特種砂。這里主要討論樹脂砂對硅砂的要求。
(1)礦物成分與化學成分:硅砂的主要礦物成分是石英、長石和雲母,還有一些鐵的氧化物和碳化物。石英密度2.55g/cm3,莫氏硬度7級,熔點1737℃,具有耐高溫、耐磨損等優點。若原砂中的石英含量高,則原砂的耐火度和復用性好。由於長石和雲母是硅酸鹽,其熔點和硬度低,會降低樹脂砂的復用性和耐火度。所以在選擇硅砂時,SiO2含量要盡量高一些,雜質要少,當然還與金屬熔點和澆注溫度、鑄件厚壁等因素有關。一般來說,鑄件用硅砂SiO2含量應大於96%,鑄鐵應大於90%,有色金屬要少一些。

(2)粒形:一般用粒形系數表示沙粒圓整度。人造石英砂雖然SiO2含量高,但粒形位多角形甚至尖角形,粒度系數太大,一般不採用。為了改善粒形,對原砂最好進行擦磨處理,因為在砂粒質量相等的條件下,圓形砂的比表面積最小,砂粒形狀偏離圓形的程度越高,其比表面積越大,樹脂黏結膜越薄,強度也越小。比表面積增大的順序是:圓形砂——多角形砂——尖角形砂。
由於圓形砂粒的比表面積最小,在相同的樹脂和固化劑加入量下,其抗拉強度要比其他兩種砂形高出很多。因此,從提高樹脂砂抗拉強度、減少樹脂加入量的角度看,圓形砂粒食最好的選擇。因樹脂的黏度很低,砂粒表面上塗覆的樹脂膜有很薄,粒形對型砂流動性的影響就比較明顯。圓形砂的尖角和棱邊都已磨鈍,砂粒之間較易於滑動,故很容易舂緊,多角形有尖角和棱邊,有鑲嵌作用,砂粒的滑動受阻,故難舂緊。
(3)粒度:對樹脂砂這種黏結劑量很小的型砂來講,原砂的粒度對黏結的強度的影響是不可忽視的。這種影響有兩個不同的方面:原砂愈粗,則單位質量的砂粒的表面積愈小,樹脂加入量一定時,砂粒表面塗覆的樹脂膜較厚,砂粒之間的黏結橋的截面積也較大,這將導致樹脂砂強度提高;另一方面,原砂愈粗,則單位質量的原砂的顆粒數量愈少,因而一定重量的型砂中砂粒的接觸點(黏結橋)愈少,這將導致樹脂砂的強度下降。就本廠所用原砂為40~70目,粒度在這個范圍時,黏結橋和表面積兩方面的影響作用相當,對於砂粒尺寸的改變,樹脂砂的強度沒有明顯的變化。
(4)原砂的粒度分布:型砂的強度主要決定於砂粒表面黏結膜的厚度和砂粒之間的黏結的數量。在黏結劑加入量一定的條件下,如原砂中配有一定量的細砂,細砂又能填入緊密排列的粗砂空隙,則黏結橋的數量將大為增加。雖然細砂的比表面積較大,會使型砂的黏結膜的厚度減小,但綜合效果還是會導致型砂的強度提高。
對於樹脂砂來講,黏結劑的量很少,增加黏結橋數量的作用就非常突出。由於樹脂成本較高,希望用最少量的樹脂是型砂具有一定的強度,因此,應該用一定粒度大小的原砂(四篩砂或五篩砂),粒度分布為40~70目,使其能夠較好的排列,不會有較大的縫隙,從而使型砂具有較高的強度。
2、原砂含泥量、含水量、需酸量

(1)含泥量是指原砂中顆粒尺寸比砂粒小得多,並賦予砂粒表面或摻雜於砂粒之間的各種微量顆粒(≤20um)。含泥量直接影響再生砂的成本和鑄件質量,在鑄造生產中,泥含量過高不但影響工作環境、污染空氣,更重要的是影響再生砂的微粉含量,其結果是導致混砂時樹脂加人量增加和因透氣性差造成鑄件廢品率增多。可見在樹脂、固化劑加入一定的情況下,含泥量愈高,其強度值就愈小。
(2)原砂中的含水量嚴重影響樹脂的固化強度和固透性,很明顯含水量高的話,會稀釋樹脂和固化劑,使其濃度下降,從而延長固化時間及降低型砂強度。為了減少含水量,在用原砂時,應對其進行乾燥處理,
(3)採用酸硬化的樹脂砂時,樹脂是在酸的催化作用下脫水縮合而固化的。如原砂中含有鹼性物質時,需消耗額外的酸固化劑,將顯著影響樹脂砂的硬度,甚至會使其不能硬化。原砂中含有酸性物質時,則其影響與前面的相反,對工藝控制也是不利的。因此對於樹脂砂所用的原砂,檢測並控制其需酸量是必要的。需酸量是原砂含有的可與酸反應的鹼性物質的數量表徵,它也表明用酸性硬化劑時原砂本身所需酸的多少,與原砂的PH值不是同一概念。原砂中含有不溶於水的鹼性氧化物或能酸作用的碳酸鹽時,它們不影響原砂的PH值,但卻能與樹脂砂中的酸性硬化劑反應,從而影響樹脂砂的硬化過程和性能。很顯然當較多的酸性硬化劑與鹼性物質作用後,樹脂砂的強度會明顯下降。所以檢測原砂的需酸量是必須的,從而通過計算應加入多少酸性固化劑。
3、樹脂、固化劑

國內生產樹脂、固化劑的廠家很多, 但具有自主研發能力、具備完善的檢測設備和嚴密可靠的質量保證體系的廠家屈指可數。我廠用的樹脂固化劑基本上是蘇州興宜和山西興安。
對於樹脂和固化劑的加入量的控制,樹脂加入量一般為原砂的0.9%~1%。固化劑的加入量與固化劑的總酸含量、環境溫度和型砂溫度有直接關系, 其加入量一般為樹脂加入量的30%~65%。在外界溫度以及本身放砂砂溫都較高的情況下,應把固化劑加入量調到最小量。
當固化劑加入量為0.25%左右時,由於砂中的酸度值過低,硬化過程進行極為緩慢,嚴重影響砂型脫模強度的形成,終強度也較低;當固化劑加入量為0.75%左右時,酸度過強,硬化反應速度過快,樹脂交聯結構不完整,樹脂膜和粘結劑橋變脆,終強度大幅降低;當硬化劑加入量為0.48%時,酸性比較適中,硬化反應按客觀存在的規律進行,在不增加樹脂量的條件下,得到了較理想的硬化效果。
4、再生砂
(1)灼減量:灼燒減量過高會增加型砂的發氣量,同時影響樹脂砂的強度及性能,一般應將再生砂的灼燒減量控制在3%以下。可通過補加新砂、向鑄型中填充廢砂塊、降低砂鐵比等手段降低灼燒減量。在正常情況下, 再生砂的灼燒減量每兩周檢測一次,為保證檢測的准確性, 要求在砂溫調節器上的篩網上、在不同的時間段分三次取樣, 以平均值作為判斷依據。
(2)微粉量:微粉含量是指再生砂中140目以下物資的含量。微粉含量越高, 型砂的透氣性越差, 強度越低。要控制微粉含量, 必須保證除塵器處於良好的工作狀態, 並每天定期反吹布袋, 清理灰塵。再生砂的微粉含量每兩周檢測2~3次, 微粉含量應≤0.8%。
3)砂溫:理想的砂溫應控制在15~30 ℃, 如砂溫超過35 ℃,將使型砂的固化速度急劇加快, 影響造型操作, 導致型砂強度偏低, 無法滿足生產要求。在夏季, 環境溫度最高會達到40 ℃, 在此情況下將砂溫降到30 ℃以下是十分困難的, 因此必須採用水冷系統對再生砂進行降溫。如果循環水的入水溫度≤25 ℃, 就能將砂溫降到32 ℃以下, 但當循環水的入水溫度≥22 ℃時, 降溫效率將急劇下降, 如配備冷凍機組, 在炎熱的夏季, 就可將循環水的入水溫度控制在7~12 ℃, 砂溫控制在25~30 ℃。在冬季的正常生產情況下, 砂溫不會低於5 ℃,不會出現因砂溫偏低而影響生產的情況。
通過以上分析,樹脂砂強度受多方面因素的影響。要得到合理的砂型強度,就必須嚴格控制各項影響因素。本廠砂型強度的影響,主要是在樹脂和固化劑加入量方面,特別是固化劑的加入量,就某台混砂機,它的波動范圍相當大,總是與設定值相差很多,致使其加入量過多或過少,很難控制在較小的范圍內。

8. 為什麼人工時效時間較長會出現硬度降低的現

為了消除零件在長期使用中尺寸、形狀發生變化,常在低溫回火後(低溫回火溫度150-250℃)精加工前,把工件重新加熱到100-150℃,保持5-20小時,這種為穩定精密製件質量的處理,稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構件進行時效處理,以消除殘余應力,穩定鋼材組織和尺寸,尤為重要。
時效處理:指合金工件經固溶處理,冷塑性變形或鑄造,鍛造後,在較高的溫度放置或室溫保持其性能,形狀,尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。若採用將工件加熱到較高溫度,並較短時間進行時效處理的時效處理工藝,稱為人工時效處理,若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發生的時效現象,稱為自然時效處理。時效處理的目的,消除工件的內應力,穩定組織和尺寸,改善機械性能等。
在機械生產中,為了穩定鑄件尺寸,常將鑄件在室溫下長期放置,然後才進行切削加工。這種措施也被稱為時效。但這種時效不屬於金屬熱處理工藝。
20世紀初葉,德國工程師A.維爾姆研究硬鋁時發現,這種合金淬火後硬度不高,但在室溫下放置一段時間後,硬度便顯著上升,這種現象後來被稱為沉澱硬化。這一發現在工程界引起了極大興趣。隨後人們相繼發現了一些可以採用時效處理進行強化的鋁合金、銅合金和鐵基合金,開創了一條與一般鋼鐵淬火強化有本質差異的新的強化途徑——時效強化。
絕大多數進行時效強化的合金,原始組織都是由一種固溶體和某些金屬化合物所組成。固溶體的溶解度隨溫度的上升而增大。在時效處理前進行淬火,就是為了在加熱時使盡量多的溶質溶入固溶體,隨後在快速冷卻中溶解度雖然下降,但過剩的溶質來不及從固溶體中分析出來,而形成過飽和固溶體。為達到這一目的而進行的淬火常稱為固溶熱處理。
經過長期反復研究證實,時效強化的實質是從過飽和固溶體中析出許多非常細小的沉澱物顆粒(一般是金屬化合物,也可能是過飽和固溶體中的溶質原子在許多微小地區聚集),形成一些體積很小的溶質原子富集區。
在時效處理前進行固溶處理時,加熱溫度必須嚴格控制,以便使溶質原子能最大限度地固溶到固溶體中,同時又不致使合金發生熔化。許多鋁合金固溶處理加熱溫度容許的偏差只有5℃左右。進行人工時效處理,必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間,才能得到比較理想的強化效果。生產中有時採用分段時效,即先在室溫或比室溫稍高的溫度下保溫一段時間,然後在更高的溫度下再保溫一段時間。這樣作有時會得到較好的效果。
馬氏體時效鋼淬火時會發生組織轉變,形成馬氏體。馬氏體就是一種過飽和固溶體。這種鋼也可採用時效處理進行強化。
低碳鋼冷態塑性變形後在室溫下長期放置,強度提高,塑性降低,這種現象稱為機械時效。
參考文獻:轉載

9. UV光強不夠,延長固化時間可以嗎

不可以,固化程度和UV光照射強度和光照時間有關,但是在光照強度不夠是,時間再長也不一定能固化。

10. 有哪些措施可以推遲混凝土的凝固時間

添加外加劑可以推遲混凝土的凝固時間。

混凝土外加劑是在攪拌混凝土過程中摻入,占水泥質量5%以下的,能顯著改善混凝土性能的化學物質。混凝土外加劑的特點是品種多、摻量小,對混凝土的性能影響較大具有投資少、見效快、技術經濟效益顯著的特點。隨著科學技術的不斷進步,外加劑已越來越多地得到應用,外加劑已成為混凝土除4種基本組分以外的第5種重要組分。

外加劑對混凝土的抗碳化性能有一定的改善作用,混凝土的碳化深度和孔隙率間存在一定的線性關系;外加劑對混凝土的抗凍性影響很大,摻引氣減水劑的混凝土抗凍性較好,而單摻早強劑對混凝土抗凍性無改善作用。

混凝土外加劑常用的主要是萘系高效減水劑,聚羧酸高性能減水劑和脂肪族高效減水劑。

萘系高效減水劑:萘系高效減水劑是經化工合成的非引氣型高效減水劑。化學名稱萘磺酸鹽甲醛縮合物,它對於水泥粒子有很強的分散作用。對配製大流態砼,有早強、高強要求的現澆砼和預制構件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各種性能,廣泛用於公路、橋梁、大壩、港口碼頭、隧道、電力、水利及民建工程、蒸養及自然養護予制構件等。

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