延长固化时间为什么强度会下降
1. 影响胶合强度的原因有哪些
影响聚合物实际强度的因素
从分子结构的角度来看,聚合物之所以具有抵抗外力破坏的能力,主要靠分子内的化学键合力和分子间的范德华力和氢键。不考虑其它各种复杂的影响因素,我们可以由微观角度计算出聚合物的理论强度,这种考虑方法是很有意义的,因为把理论计算得到的结果与实际聚合物的强度相比较,我们就可以了解它们之间的差距,这个差距将指引和推动人们进行提高聚合物实际强度的研究和探索。
如果高分子链的排列方向是平行于受力方向的,则断裂时可能是化学键的断裂或分子间的滑脱;如果高分子链的排列方向是垂直于受力方向的,则断裂时可能是范德华力或氢键的破坏。通过对比三种情况的理论拉伸强度(或断裂强度)和实际强度的数值,发现理论强度和实际强度存在着巨大的差距。可见,提高聚合物的实际强度的潜力是很大的。
影响聚合物实际强度的因素很多,总的来说可以分为两类:一类是与材料本身有关的,包括高分子的化学结构、分子量及其分布、支化和交联、结晶与取向、增塑剂、共混、填料、应力集中物等;另一类是与外界条件有关的,包括温度湿度、光照、氧化老化、作用力的速度等。
1、高分子本身结构的影响
前面已经分析过高分子具有强度在于主链的化学键力和分子间的作用力,所以增加高分子的极性或产生氢键可使强度提高。例如低压聚乙烯的拉伸强度只有15~16
MPa,聚氯乙烯因有极性基团,拉伸强度为50MPa,尼龙610有氢键,拉伸强度为60MPa。极性基团或氢键的密度愈大,则强度愈高,所以尼龙66的拉伸强度比尼龙610还大,达80MPa。如果极性基团过密或取代基团过大,阻碍着链段的运动,不能实现强迫高弹形变,表现为脆性断裂,因此拉伸强度虽然大了,但材料变脆。
主链含有芳杂环的聚合物,其强度和模量都比族主链的高,因此新型的工程塑料大都是主链含芳杂环的。例如芳香尼龙的强度和模量比普通尼龙高,聚苯醚比族聚醚高,双酚A聚碳酸酯比族的聚碳酸酯高。引入芳杂环侧基时强度和模量也要提高,例如聚苯乙烯的强度和模量比聚乙烯的高。
分子链支化程度增加,使分子之间的距离增加,分子间的作用力减小,因而聚合物的拉伸强度会降低,但冲击强度会提高。例如高压聚乙烯的拉伸强度比低压聚乙烯的低,而冲击强度反而比低压聚乙烯高。
适度的交联可以有效地增加分子链间的联系,使分子链不易发生相对滑移。随着交联度的增加,往往不易发生大的形变,强度增高。例如聚乙烯交联后,拉伸强度可以提
高1倍,冲击强度可以提高3~4倍。但是交联过程中往往会使聚合物结晶度下降,取向困难,因而过分的交联并不总是有利的。
分子量对拉伸强度和冲击强度的影响也有一些差别。分子量低时,拉伸强度和冲击强度都低,随着分子量的增大,拉伸强度和冲击强度都会提高。但是当分子量超过一定的数值以后,拉伸强度的变化就不大了,而冲击强度则继续增大。人们制取高分子量聚乙烯(M=5×105~4×106)的目的之一就是为了提高它的冲击性能。它的冲击强度比普通低压聚乙烯提高3倍多,在一40℃时甚至可提高18倍之多。
2、结晶和取向的影响
结晶度增加,对提高拉伸强度、弯曲强度和弹性模量有好处。例如在聚丙烯中无规结构的含量增加,使聚丙烯的结晶度降低,则拉伸强度和弯曲强度都下降(见下表)。然而,如果结晶度太高,则导致冲击强度和断裂伸长率的降低,聚合物材料就要变脆,反而没有好处。
无规结构含量对聚丙烯性能的影响
无规结构的含量 %拉伸强度 MPa弯曲强度 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
对结晶聚合物的冲击强度影响更大的是聚合物的球晶结构。如果在缓慢的冷却和退火过程中生成大球晶的话,那么聚合物的冲击强度就要显着下降,因此有些结晶性聚合物在成型过程中加入成核剂,使它生成微晶而不生成球晶,以提高聚合物的冲击强度。所以在原料选定以后,成型加工的温度和后处理的条件,对结晶聚合物的力学性能有很大的影响。
取向可以使材料的强度提高几倍甚至几十倍。因为取向后高分子链顺着外力的方向平行地排列起来,使断裂时,破坏主价键的比例大大增加,而主价键的强度比范德华的强度高20倍左右。另外取向后可以阻碍裂缝向纵深发展。
3、应力集中物的影响
如果材料存在缺陷,受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化,使缺陷附近局部范围内的应力急剧地增加,远远超过应力平均值,这种现象称为应力集中,缺陷就是应力集中物,包括裂缝、空隙、缺口、银纹和杂质等,它们会成为材料破坏的薄弱环节,严重地降低材料的强度,是造成聚合物实际强度与理论强度之间巨大差别的主要原因之一。
各种缺陷在聚合物的加工成型过程中是相当普遍存在的,例如在加工时,由于混炼不匀、塑化不足造成的微小气泡和接痕,生产过程中也常会混进一些杂质,更难以避免的是在成型过程中,由于制件表里冷却速度不同,表面
物料接触温度较低的模壁,迅速冷却固化成一层硬壳,而制体内部的物料,却还处在熔融状态,随着它的冷却收缩,便使制件内部产生内应力,进而形成细小的银纹,甚至于裂缝,在制件的表皮上将出现龟裂。上述各类缺陷,尽管非常微小,有的甚至肉眼不能发现,但是却成为降低聚合物力学性能的致命弱点。例如:胶粘剂由于蒸发、冷却或化学反应固化时,通常体积减少,产生收缩和收缩力,从而在粘接端或胶粘剂空孔的周围,产生应力集中,这种固化过程产生的内应力,对粘接系统给予致命影响。溶液胶粘剂,因为其固体含量通常为20.6%,所以固化过程中体积收缩最严重。热熔胶粘剂,固化时体积收缩率也是较大的差异。缩聚反应时,有副产物逸出,体积收缩很严重,酚醛树酯固化收缩率比环氧树脂大5~10倍,烯类单体或预聚体的双键发生加聚反应,两个双键由范德华力结合变成共价键结合,原子间距离大大缩短,体积收缩率也较大,如不饱和聚酯固化收缩率高达10%,比环氧树脂高1~4倍。开环聚合时一对原子由范德华力作用变成化学键结合,而另一对原子由原来的化学键结合变成接近于范德华力的作用,所以体积收缩率较小,如开环聚合的环氧树脂固化的体积收缩率比较小,这是它有较高力学强度的主要原因之
4、增塑剂的影响
增塑剂一般是低分子量的液体或固体有机化合物,增塑剂的加入对聚合物起了稀释作用,减小了高分子链之间的作用,因而强度降低,强度的降低值与增塑剂的加入量约成正比。但是,增塑剂加入胶粘剂高分子化合物中,增加固化体系的可塑性和弹性,改进柔软性和耐寒性、低温脆性等。增塑剂的粘度低、沸点高,能增加树脂的流动性,有利于浸润、扩散和吸收。增塑剂随着放置时间的增长而挥发,同时还向表面迁移,胶粘剂中的增塑剂失去,将使粘接强度下降。
5、填料的影响
填料的加入并不是单纯的混合,而是彼此间存在次价力。这种次价力虽然很弱,但具有加和性,因此当聚合物相对分子质量较大时,其总力则显得可观,从而改变聚合物分子的构象平衡和松弛时间,还可使聚合物的结晶倾向和溶解度降低以及提高玻璃化温度和硬度等。
聚合物中常加入—定数量的填料,以改善聚合物的如下性能:
(1)增大内聚强度;
(2)调节粘度或作业性;
(3)提高耐热性;
(4)降低热膨胀系数和减少收缩率:
(5)给与间隙填充性;
(6)给与导电性;
(7)降低成本。
填充剂的种类和添加的数量随使用的目的而不同,而且与聚合物种类、性质、填充剂的形状大小、以
及与聚合物的亲和力大小等因素有关。一般,一定数量和大小粒子的填料,当施加应力时,对聚合物的分子运动是有影响的,多数填充剂,使分子运动困难,其结果,聚合物的热膨胀系数降低,填充剂相能支持负荷或吸收能量,所以耐冲击性增大。一般,加入无机填料,拉伸强度最初增大,填料过多时则下降。对于特定的物性,为获得填充剂正确效果,在广泛范围内进行实验是必要的。
6、共聚和共混的影响
共聚可以综合两种以上均聚物的性能。例如聚苯乙烯原是脆性的,如果在苯乙烯中引入丙烯腈单体进行共聚,所得共聚物的拉伸和冲击强度都提高了。还可以进一步引入丁二烯单体进行接枝共聚,所得高抗冲聚苯乙烯和ABS树脂,则可以大幅度地提高冲击强度。
共混是一种很好的改性手段,共混物常常具有比原来组分更为优越的使用性能。最早的改性聚苯乙烯就是用天然橡胶和聚苯乙烯机械共混得到的,后来还用丁腈橡胶与AS树脂共混(机械的或乳液的)的办法制备ABS树脂,它们的共同点都是达到了用橡胶使塑料增韧的效果。
7、外力作用速度和温度的影响
由于聚合物是粘弹性材料,它的破坏过程也是—种松弛过程,因此外力作用速度与温度对聚合物的强度有显着的影响。如果一种聚合物材料在拉伸试验中链段运动的松弛时间与拉伸速度相适应,则材料在断裂前可以发生屈服,出现强迫高弹性。当拉伸速度提高时,链段运动跟不上外力的作用,为使材料屈服,需要更大的外力,即材料的屈服强度提高了;进一步提高拉伸速度,材料终将在更高的应力下发生脆性断裂。反之当拉伸速度减慢时,屈服强度和断裂强度都将降低。在拉伸试验中,提高拉伸速度与降低温度的效果是相似的。
在冲击试验中,温度对材料冲击强度的影响也是很大的。随温度的升高,聚合物的冲击强度逐渐增加,到接近Tg时,冲击强度将迅速增加,并且不同品种之间的差别缩小。例如室温时很脆的聚苯乙烯,到Tg附近也会变成一种韧性的材料。低于Tg愈远时,不同品种之间的差别愈大,这主要决定于它们的脆点的高低。对于结晶聚合物,如果其了。在室温以下,则必然有较高的冲击强度,因为非晶部分在室温下处在高弹态,起了增韧作用,典型的例子如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯-l等。热固性聚合物的冲击强度受温度的影响则很小。
2. 影响胶粘剂固化的因素有哪些
影响胶粘剂固化的三大因素:
1、固化温度
固化温度是胶粘剂固化时的重要参数之一,若固化温度过高,则容易引起胶液流失或使胶层脆化,导致胶接强度下降.,若固化温度过低,基体的分子链运动困难,则会使胶层的交联密度过低,固化反应无法完成,因此,在固化过程中,必须严格控制固化温度,每种胶粘剂都有特定的固化温度。
2、固化压力
固化压力是指在固化过程中施加一定压力,有利于胶层与被粘物胶接得好,保证质量,由于胶种不一样,施加的压力也不同,一般分下列三种情况:接触压力就是由被粘物自身重量所产生的压力进行固化,不必另外再施加压力,如环氧树脂胶。0.1~0.3MPa压力适用于溶剂型胶粘剂,如酚醛一缩醛胶、酚醛一丁腈胶、环氧一丁腈胶、环氧一尼龙胶和聚酰亚胺胶等。0.3~0.5MPa压力适用于膜状、粉状、管状、粒状的各种胶粘剂,还有热熔胶,加大压力的目的是提高其湿润性。
3、固化时间
固化时间是指在一定的温度、压力条件下,胶接过程固化所需的时间,不同的胶粘剂其固化时间也不同,如瞬间固化的,有a一氰基丙烯酸酯胶,热熔胶有几小时固化的,如室温快固环氧胶,有长达几天才固化的,如环氧聚酰胺胶等。固化的时间也受固化温度和压力的影响,提高固化温度,则可缩短固化时间,在较低固化温度条件下,固化时间则要大大地延长,如低于室温有时几天也不固化。
3. 混凝土凝固时间对强度的影响
说起混凝土固化时间,我们先来了解下什么是混凝土,在我们印象中,混凝土就是沙子跟泥土加入水后搅拌成糊状的东西就称为混凝土了。不知是否如我们所理解的一样,我们先来看看专业人士的解释,混凝土是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料,砂、石作骨料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土。由此可见跟我们所理解的相差无几。今天我们就一起来了解下混凝土固化时间是什么,到底对混凝土强度有何影响?
混凝土固化时间-混凝土固化时间对强度的影响
混凝土的强度将随龄期的增长而不断发展,最初7致14天内强度发展较快,以后逐渐缓慢,28天达到设计强度。
混凝土凝固时间一般称养护时间,以天为单位又称龄期。混凝土的强度随养护时间的增加而不断增长,呈曲线关系。14天以前,曲线较陡,14天以后曲线开始变得平缓,28天以后曲线更加平缓。就是说混凝土随养护时间的延长,强度不断地增长,开始较快,以后则渐缓,大约在2~3年以后,强度才停止增长。
混凝土强度的增长不仅与养护时间有关,还与水泥的品种、养护条件、环境温度有很大的关系。如使用425号普通硅酸盐水泥配制的混凝土在自然条件下养护,环境温度20℃时,7天可达到设计强度的60%,28天可达到设计强度的95~100%;而在环境温度10℃时7天只能达到设计强度的45%左右,28天也只能达到设计强度的80%左右。在负温度的条件下,只要混凝土受冻前强度已达到设计强度的30%以上,混凝土的强度也能增长,但增长较慢。
一般来说,凝结时间过长,对后期强度影响不是很大。混凝土强度主要和水灰比和水泥用量有关。但是如果凝结时间过长,而在这段时间混凝土受到意外的伤害,这个就难说不会降低混凝土的强度了。
混凝土固化时间-什么是混凝土固化时间
混凝土固化时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌合起,至水泥浆开始失去塑性所需的时间。终凝时间从水泥加水拌合起,至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。水泥凝结时间在施工中有重要意义,初凝时间不宜过短,终凝时间不宜过长。硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于390min;普通水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于600min。水泥初凝时间不合要求,该水泥报废;终凝时间不合要求,视为不合格。
混凝土的初凝时间一般是根据水泥品种而定,基本没有统一的时间,但是有个大致范围就是2-3小时。如果加入早凝剂,初凝时间大致可以缩短到半小时;如果加入缓凝剂,初凝时间可以延长到5-10小时。具体的初凝时间一般由试验决定,而且是每家工厂的每一批水泥都要做试验。
初凝时间是指水泥加水拌和到水泥浆开始失去可塑性的时间;终凝时间是指水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。
最初,对于混凝土固化时间在我们的脑海中完全是没有概念的,以为混凝土固化时间是没有什么规范可言,只要沙子、水泥、水混合的比例得当,就会完全固化,而对于这个固化时间,以为只要能固化就可以了。但是通过上文详细的解释与说明,看来混凝土固化时间可分为初凝时间和终凝时间,对于这两个时间在行业标准里都是有规范标准的。此外,混凝土固化时间对混凝土的强度也是有一定影响的,所以我们一定要控制好,不要贪图快,那就会得不偿失了。希望大家都要引起注意。
4. 水泥怎么过了20天 强度怎么下降了 刚开始打开包用的时候凝固的好快 留了20天左右 再用却过了一晚也不结固
水泥如果缓慢固化可能看不到明显的大块,但里面肯定有小球一样的凝结快,这说明它已经部分固化了,如果你用的是硅酸盐水泥,在天气比较干燥的情况下用十天半月没太大问题,如果很潮湿的话,就难说了,一般没用完的水泥最好用塑料袋密封好,保护好的话用两个月没问题!
5. 不饱和聚酯树脂固化强度弱是怎么回事
固化强度除去了原材料、配比、含量有关外还和固化度有关。而环境的温度、湿度还有后固化时间等都会影响固化度,依据你以上所述很有可能是因为在管道中的温度较低或者湿度较大而至,温度较低湿度较大使得凝胶时间较长,使得苯乙烯等交联剂挥发,最终固化不完全而影响强度。还有可能是因为你的后固化时间不够,固化度达不到要求影响强度。
6. 胶粘剂固化的过程
您这个问题提的太没水平了 胶粘剂根据类型不同固化方式也不同 大体有以下几种吧 按胶粘剂固化温度分 可分为室温固化胶粘剂、中温固化胶粘剂和高温固化胶粘剂。
所谓室温固化胶粘剂,就是在室温下,通常是在30℃以下能固化的胶粘剂。
所谓中温固化胶粘剂,就是在30~99℃能固化的胶粘剂。
所谓高温固化胶粘剂,就是在100℃以上能固化的胶粘剂。
胶粘剂固化方式:
热熔胶的固化
热塑性高分子物质加热熔融了之后就获得了流动性,许多高分子熔融体可以作为胶粘剂来使用。高分子熔融体在浸润被粘表面之后通过冷却就能发生固化,这种类型的胶粘剂称为热熔胶。
热熔胶的固化是一种简单的热传递过程,即加热熔化涂胶粘合,冷却即可固化。固化过程受环境温度影响很大,环境温度低,固化快。为了使热熔胶液能允分湿润被粘物,使用时必须严格控制熔融温度和晾置时间,对于粘料具结晶性的热熔胶尤应重视,否则将因冷却过头使粘料结晶不完全而降低粘接强度。
溶液型胶粘剂固化
热塑性的高分子物质可以溶解在适当的溶剂中成为高分子溶液而获得流动性,在高分子溶液浸润被粘物表面之后将溶剂挥发掉就会产生—定的粘附力。许多高分子溶液可以当作胶粘剂来使用,最常遇到的治液溶液胶粘剂剂是修补自行车内胎用的橡胶溶液,许多胶粘剂是溶液型的。
溶液型胶强剂固化过程的实质是随着溶剂的挥发。溶液浓度不断增大,最后达到一定的强度。溶液胶的固化速度决定于溶剂的挥发速度,还受环境温度、湿度、被粘物的致密程度与含水量、接触面大小等因素的影响。配制溶液胶时应选样特定溶剂改组成混合溶剂以调节固化速度。选用易持发的溶剂,易影响结晶料的结晶速度与程度,甚至造成胶层结皮而降低粘接强度,此外快速挥发造成的粘接处降温凝水对粘接强度也是不利的。选用的溶剂挥发太慢,固化时间长,效率低,还可能造成胶层中溶剂滞留,对粘接不利。在使用溶液胶时还应严格注意火灾与中毒现象。
乳液型胶粘剂的固化
水乳液型胶粘剂是聚合物胶体在水小中的分散体,为一种相对稳定体系。当乳液中的水分逐渐渗透到被粘物中并挥发时,其浓度就会逐渐增大,从而因表面张力的作用使胶粒凝聚而固化。环境温度对乳液的凝聚影响很大,温度足够高时乳液能凝聚成连续的膜,温度太低或低于最低成膜温度(该温度通常比玻璃化温度略低一点)时不能形成连续的膜,此时胶膜呈白色,强度根差。不同聚合物乳液的最低成膜温度是不同的,因此在使用该类胶粘剂时一定要使环境温度高于其最低成膜温度,否则粘接效果不好。
增塑糊型胶粘剂的固化
增塑糊是高分子化合物在增塑剂中的一种不稳定分散体系,其固化基本上是高分子化合物溶解在增塑剂中的过程。这种糊在常温下行一定的稳定性。在加热时(一般在150~209℃)高分子化合物的增塑剂能迅速互溶而完全凝胶化,提高温度有利于高分子链运动,有利于形成均匀致密的粘接层。但温度过高会引起聚合物分解。
反应型粘胶粘剂的固化
反应型胶粘剂小都存在着活性基团,与同化剂、引发剂和其他物理条件的作用下,粘料发生聚合、交联等化学反应而固化。按固化介式反应型胶粘剂可分为固化剂固化型、催化剂固化型与引发剂固化型等几种类型。至于光敏固化、辐射同化等胶的固化机制一般属于以上类型中。
环氧树脂、聚氨酯类胶粘剂多是用化学计量的固化剂固化的;第二代丙烯酸酯结构胶、不饱和聚酯胶等常用引发剂引发固化;一些酚醛、脲醛树脂胶可用酸性催化剂催化固化。某些反应型胶粘剂同化时会出现自动加速现象,设计配方或使用胶豹粘剂时尤应注意,因为凝胶化时的急剧放热会使胶层产生缺陷、破坏被粘材料而使粘接失败。
胶液初步固化后,胶层一般可获得一定的粘接强度,在初步固化以后的较长时间内粘接强度还会不断提高。由于初步固化后分子运动变难,因此这类胶粘剂在初步固化后适当延长固化时间或适当提高固化温度以促进后固化的顺利进行对粘接强度是极其有利的。
对于某一特定的胶种来说,设定的固化温度是不能降低的,温度降低的结果是固化不能完全,致使粘接强度下降,这种劣变是难以用延长固化时间来补偿的。对于设定在较高温度固化的胶,最好采用程序升温固化,这样可以避免胶液溢流、不溶组分分离,并能减小胶层的内应力。对于固化过程中有挥发性低分子量物质生成的胶种,固化时常需施加一定的压力,如果固化过程中不产生小分子物质,则仅施以接触压力以防止粘接面错位就行。
用固化剂固化的胶动剂,固化剂用联一般是化学计量过的,加入量不足时难以固化完全,固化剂一般略过量一些。采用分子量较大的固化剂时,其用员量范围可以稍大一些。例如,用650聚酰胺固化环氧树脂时用量为30~l100质量份。用引发剂固化的胶憨亦粘剂,在一定范围内增大引发剂用量可以增大固化速度而胶的性能受影响不大。用量不足易使反应过早中止,不能固化完全;用量过大,聚合度降低,均使粘接强度降低。为了避免凝胶化现象对胶粘的不利影响,可以使用复合引发剂:即将活性低与活性高的引发剂配合使用。加入引发剂后再适当加入一些特殊的还原性物质(称为促进剂)可以大大降低反应的话化能加大反应速度.甚至可以制成室温快固肪种,这祝是氧化还原引发体系,由于还原剂在促进引发剂分解的同时降低引发效率,因此在氧化还原引发体系中,引发剂量应加大。催化剂只改变反应速度,催化剂固化胶粘剂在不加催化利时反应极慢(指常温下),可以长期存放,过量使用催化剂会使胶层性能劣化。当催化剂量较少时适当提高固化温度也是可行的。
7. 铸造呋喃树脂初终强度的关系
呋喃自硬树脂砂工艺自20世纪80年代在我国开始应用,由于其良好的溃散性自硬特性和生产的铸件、尺寸精度高等优点,大幅度减轻了工人的劳动强度明显改善了铸造车间的工作环境,并且显着提高了我国铸造企业的生产工艺水平和铸件质量,因而获得了大规模的推广,逐步淘汰了传统的湿型烘模砂,成为中大型铸铁件的唯一的造型工艺和中大型铸钢件铸、铝件的重要的造型工艺经过近20年的发展,无论是树脂砂生产设备还是树脂砂原辅材料,国内的相关产品都达到了国外同类产品的水平近。
最近几年,我国铸造业的发展速度比以往的任何时候都快。特别是树脂粘结剂技术的应用,使铸件生产在保证产品尺寸精度,提高产品的表面质量,减少废品,节省工时,提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度以及型砂的再生回用等方面有了很大的进步。我公司技术人员通过十多年的铸造行业走访与观察,从以下几个方面来分析树脂砂造型强度。
1、砂形及颗粒大小
树脂造型的原砂一般选用天然石英砂。对于部分高合金钢铸件或特殊要求的铸件,也可选用铬铁矿砂或锆砂等特种砂。这里主要讨论树脂砂对硅砂的要求。
(1)矿物成分与化学成分:硅砂的主要矿物成分是石英、长石和云母,还有一些铁的氧化物和碳化物。石英密度2.55g/cm3,莫氏硬度7级,熔点1737℃,具有耐高温、耐磨损等优点。若原砂中的石英含量高,则原砂的耐火度和复用性好。由于长石和云母是硅酸盐,其熔点和硬度低,会降低树脂砂的复用性和耐火度。所以在选择硅砂时,SiO2含量要尽量高一些,杂质要少,当然还与金属熔点和浇注温度、铸件厚壁等因素有关。一般来说,铸件用硅砂SiO2含量应大于96%,铸铁应大于90%,有色金属要少一些。
(2)粒形:一般用粒形系数表示沙粒圆整度。人造石英砂虽然SiO2含量高,但粒形位多角形甚至尖角形,粒度系数太大,一般不采用。为了改善粒形,对原砂最好进行擦磨处理,因为在砂粒质量相等的条件下,圆形砂的比表面积最小,砂粒形状偏离圆形的程度越高,其比表面积越大,树脂黏结膜越薄,强度也越小。比表面积增大的顺序是:圆形砂——多角形砂——尖角形砂。
由于圆形砂粒的比表面积最小,在相同的树脂和固化剂加入量下,其抗拉强度要比其他两种砂形高出很多。因此,从提高树脂砂抗拉强度、减少树脂加入量的角度看,圆形砂粒食最好的选择。因树脂的黏度很低,砂粒表面上涂覆的树脂膜有很薄,粒形对型砂流动性的影响就比较明显。圆形砂的尖角和棱边都已磨钝,砂粒之间较易于滑动,故很容易舂紧,多角形有尖角和棱边,有镶嵌作用,砂粒的滑动受阻,故难舂紧。
(3)粒度:对树脂砂这种黏结剂量很小的型砂来讲,原砂的粒度对黏结的强度的影响是不可忽视的。这种影响有两个不同的方面:原砂愈粗,则单位质量的砂粒的表面积愈小,树脂加入量一定时,砂粒表面涂覆的树脂膜较厚,砂粒之间的黏结桥的截面积也较大,这将导致树脂砂强度提高;另一方面,原砂愈粗,则单位质量的原砂的颗粒数量愈少,因而一定重量的型砂中砂粒的接触点(黏结桥)愈少,这将导致树脂砂的强度下降。就本厂所用原砂为40~70目,粒度在这个范围时,黏结桥和表面积两方面的影响作用相当,对于砂粒尺寸的改变,树脂砂的强度没有明显的变化。
(4)原砂的粒度分布:型砂的强度主要决定于砂粒表面黏结膜的厚度和砂粒之间的黏结的数量。在黏结剂加入量一定的条件下,如原砂中配有一定量的细砂,细砂又能填入紧密排列的粗砂空隙,则黏结桥的数量将大为增加。虽然细砂的比表面积较大,会使型砂的黏结膜的厚度减小,但综合效果还是会导致型砂的强度提高。
对于树脂砂来讲,黏结剂的量很少,增加黏结桥数量的作用就非常突出。由于树脂成本较高,希望用最少量的树脂是型砂具有一定的强度,因此,应该用一定粒度大小的原砂(四筛砂或五筛砂),粒度分布为40~70目,使其能够较好的排列,不会有较大的缝隙,从而使型砂具有较高的强度。
2、原砂含泥量、含水量、需酸量
(1)含泥量是指原砂中颗粒尺寸比砂粒小得多,并赋予砂粒表面或掺杂于砂粒之间的各种微量颗粒(≤20um)。含泥量直接影响再生砂的成本和铸件质量,在铸造生产中,泥含量过高不但影响工作环境、污染空气,更重要的是影响再生砂的微粉含量,其结果是导致混砂时树脂加人量增加和因透气性差造成铸件废品率增多。可见在树脂、固化剂加入一定的情况下,含泥量愈高,其强度值就愈小。
(2)原砂中的含水量严重影响树脂的固化强度和固透性,很明显含水量高的话,会稀释树脂和固化剂,使其浓度下降,从而延长固化时间及降低型砂强度。为了减少含水量,在用原砂时,应对其进行干燥处理,
(3)采用酸硬化的树脂砂时,树脂是在酸的催化作用下脱水缩合而固化的。如原砂中含有碱性物质时,需消耗额外的酸固化剂,将显着影响树脂砂的硬度,甚至会使其不能硬化。原砂中含有酸性物质时,则其影响与前面的相反,对工艺控制也是不利的。因此对于树脂砂所用的原砂,检测并控制其需酸量是必要的。需酸量是原砂含有的可与酸反应的碱性物质的数量表征,它也表明用酸性硬化剂时原砂本身所需酸的多少,与原砂的PH值不是同一概念。原砂中含有不溶于水的碱性氧化物或能酸作用的碳酸盐时,它们不影响原砂的PH值,但却能与树脂砂中的酸性硬化剂反应,从而影响树脂砂的硬化过程和性能。很显然当较多的酸性硬化剂与碱性物质作用后,树脂砂的强度会明显下降。所以检测原砂的需酸量是必须的,从而通过计算应加入多少酸性固化剂。
3、树脂、固化剂
国内生产树脂、固化剂的厂家很多, 但具有自主研发能力、具备完善的检测设备和严密可靠的质量保证体系的厂家屈指可数。我厂用的树脂固化剂基本上是苏州兴宜和山西兴安。
对于树脂和固化剂的加入量的控制,树脂加入量一般为原砂的0.9%~1%。固化剂的加入量与固化剂的总酸含量、环境温度和型砂温度有直接关系, 其加入量一般为树脂加入量的30%~65%。在外界温度以及本身放砂砂温都较高的情况下,应把固化剂加入量调到最小量。
当固化剂加入量为0.25%左右时,由于砂中的酸度值过低,硬化过程进行极为缓慢,严重影响砂型脱模强度的形成,终强度也较低;当固化剂加入量为0.75%左右时,酸度过强,硬化反应速度过快,树脂交联结构不完整,树脂膜和粘结剂桥变脆,终强度大幅降低;当硬化剂加入量为0.48%时,酸性比较适中,硬化反应按客观存在的规律进行,在不增加树脂量的条件下,得到了较理想的硬化效果。
4、再生砂
(1)灼减量:灼烧减量过高会增加型砂的发气量,同时影响树脂砂的强度及性能,一般应将再生砂的灼烧减量控制在3%以下。可通过补加新砂、向铸型中填充废砂块、降低砂铁比等手段降低灼烧减量。在正常情况下, 再生砂的灼烧减量每两周检测一次,为保证检测的准确性, 要求在砂温调节器上的筛网上、在不同的时间段分三次取样, 以平均值作为判断依据。
(2)微粉量:微粉含量是指再生砂中140目以下物资的含量。微粉含量越高, 型砂的透气性越差, 强度越低。要控制微粉含量, 必须保证除尘器处于良好的工作状态, 并每天定期反吹布袋, 清理灰尘。再生砂的微粉含量每两周检测2~3次, 微粉含量应≤0.8%。
3)砂温:理想的砂温应控制在15~30 ℃, 如砂温超过35 ℃,将使型砂的固化速度急剧加快, 影响造型操作, 导致型砂强度偏低, 无法满足生产要求。在夏季, 环境温度最高会达到40 ℃, 在此情况下将砂温降到30 ℃以下是十分困难的, 因此必须采用水冷系统对再生砂进行降温。如果循环水的入水温度≤25 ℃, 就能将砂温降到32 ℃以下, 但当循环水的入水温度≥22 ℃时, 降温效率将急剧下降, 如配备冷冻机组, 在炎热的夏季, 就可将循环水的入水温度控制在7~12 ℃, 砂温控制在25~30 ℃。在冬季的正常生产情况下, 砂温不会低于5 ℃,不会出现因砂温偏低而影响生产的情况。
通过以上分析,树脂砂强度受多方面因素的影响。要得到合理的砂型强度,就必须严格控制各项影响因素。本厂砂型强度的影响,主要是在树脂和固化剂加入量方面,特别是固化剂的加入量,就某台混砂机,它的波动范围相当大,总是与设定值相差很多,致使其加入量过多或过少,很难控制在较小的范围内。
8. 为什么人工时效时间较长会出现硬度降低的现
为了消除零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后(低温回火温度150-250℃)精加工前,把工件重新加热到100-150℃,保持5-20小时,这种为稳定精密制件质量的处理,称为时效。对在低温或动载荷条件下的钢材构件进行时效处理,以消除残余应力,稳定钢材组织和尺寸,尤为重要。
时效处理:指合金工件经固溶处理,冷塑性变形或铸造,锻造后,在较高的温度放置或室温保持其性能,形状,尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度,并较短时间进行时效处理的时效处理工艺,称为人工时效处理,若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象,称为自然时效处理。时效处理的目的,消除工件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能等。
在机械生产中,为了稳定铸件尺寸,常将铸件在室温下长期放置,然后才进行切削加工。这种措施也被称为时效。但这种时效不属于金属热处理工艺。
20世纪初叶,德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现,这种合金淬火后硬度不高,但在室温下放置一段时间后,硬度便显着上升,这种现象后来被称为沉淀硬化。这一发现在工程界引起了极大兴趣。随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金、铜合金和铁基合金,开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径——时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金,原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。固溶体的溶解度随温度的上升而增大。在时效处理前进行淬火,就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体,随后在快速冷却中溶解度虽然下降,但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来,而形成过饱和固溶体。为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。
经过长期反复研究证实,时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物,也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集),形成一些体积很小的溶质原子富集区。
在时效处理前进行固溶处理时,加热温度必须严格控制,以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中,同时又不致使合金发生熔化。许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。进行人工时效处理,必须严格控制加热温度和保温时间,才能得到比较理想的强化效果。生产中有时采用分段时效,即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间,然后在更高的温度下再保温一段时间。这样作有时会得到较好的效果。
马氏体时效钢淬火时会发生组织转变,形成马氏体。马氏体就是一种过饱和固溶体。这种钢也可采用时效处理进行强化。
低碳钢冷态塑性变形后在室温下长期放置,强度提高,塑性降低,这种现象称为机械时效。
参考文献:转载
9. UV光强不够,延长固化时间可以吗
不可以,固化程度和UV光照射强度和光照时间有关,但是在光照强度不够是,时间再长也不一定能固化。
10. 有哪些措施可以推迟混凝土的凝固时间
添加外加剂可以推迟混凝土的凝固时间。
混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入,占水泥质量5%以下的,能显着改善混凝土性能的化学物质。混凝土外加剂的特点是品种多、掺量小,对混凝土的性能影响较大具有投资少、见效快、技术经济效益显着的特点。随着科学技术的不断进步,外加剂已越来越多地得到应用,外加剂已成为混凝土除4种基本组分以外的第5种重要组分。
外加剂对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间存在一定的线性关系;外加剂对混凝土的抗冻性影响很大,掺引气减水剂的混凝土抗冻性较好,而单掺早强剂对混凝土抗冻性无改善作用。
混凝土外加剂常用的主要是萘系高效减水剂,聚羧酸高性能减水剂和脂肪族高效减水剂。
萘系高效减水剂:萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物,它对于水泥粒子有很强的分散作用。对配制大流态砼,有早强、高强要求的现浇砼和预制构件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各种性能,广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及民建工程、蒸养及自然养护予制构件等。