رزین ها در صنعت ریخته گری

انواع رزین های فنولیک، فنولیک-یورتان، فورانی و سدیم سیلیکات در صنعت ریخته گری به عنوان چسب استفاده می شوند. رزین های مناسب به عنوان چسب و عامل اتصال دهنده ماسه ها در این صنعت، می بایست ویژگی های زیر را دارا باشند:

– زمان پخت کوتاه

– قیمت مناسب

– پایداری ابعادی بالا

– سختی و خواص مکانیکی مناسب ماهیچه

– کیفیت سطح ریخته گری بالا

– فروپاشی مطلوب قالب یا ماهیچه

رزین فنولیک با توجه به نسبت مولی فرمالدهید به فنول و بسته به نوع کاتالیزور به کار رفته برای واکنش این دو مونومر، که ممکن است اسیدی یا بازی باشد، به دو صورت نوالاک و رزول تهیه می شود. رزین رزول بدون حضور عامل پخت، تنها با دما پخت می شود (گرچه حضور کاتالیزور منجر به تسریع در زمان پخت می شود) اما نوالاک، رزینی گرمانرم بوده و برای شبکه ای شدن نیاز به عامل پخت هگزامین دارد.

ماسه سیلیس با خلوص بالا برای عملیات قالبگیری ماسه استفاده می شود. برخی از کشورها مانند آلمان، بلژیک، هلند و فرانسه، ماسه با کیفیت بسیار مناسبی دارند (%SiO2=99.8)، ولی کشورهای دیگر همانند ایتالیا یا ژاپن برای ریخته گری آهن و فولاد، با کیفیت بالا، باید ماسه وارد کنند.

بدیهی است که هنگام استفاده از ماسه هایی با مقادیر بیشتر اکسیدهای قلیایی (MgO، CaO، K₂O و Na₂O) عامل پخت اسیدی بیشتری مورد نیاز است.

از مزایای ماسه های سیلیسی مورد استفاده در این صنعت، ارزان بودن، فراهم بودن در گریدهای مختلف، سازگاری با انواع چسب های شیمیایی، مقاومت حرارتی و شیمیایی کافی در تماس با فلزات مذاب و امکان ساخت قالب و ماهیچه با ابعاد مختلف است.

فرآیند های قالب گیری

به طور کلی در صنعت ریخته گری جهت تولید قالب و ماهیچه از فرآیندهای زیر استفاده می شود:

1- فرآیند قالب گیری سنتی

در صنعت ریخته گری برای تهیه قالب و ماهیچه، ماسه و سیلیکات سدیم پس از اختلاط یکنواخت و مناسب بوسیله گاز دی-اکسید کربن تحت فشار تهیه و پخت می شود. از معایب این روش می توان به عدم سهولت در فروپاشی ماهیچه، کیفیت سطح نامطلوب ماهیچه و سرعت تولید پایین ماهیچه اشاره کرد.

2- فرآیند قالب گیری سنتی

در این فرایند، عموما از ماسه های پوشش داده شده با رزین فنولیک، قالب و ماهیچه تهیه می شود که نحوه پوشش دادن ماسه سیلیسی بدین شرح است که ابتدا ماسه تحت دما با رزین نوالاک پوشش داده شده و در ادامه عامل پخت حل شده درون آب به این مخلوط اضافه شده و با حذف آب، عامل پخت به طور یکنواخت در مخلوط قرار می گیرد و درنهایت مخلوط ماسه و چسب تهیه می شود.

3- فرآیند جعبه داغ

اختلاط رزین های فنولی (رزول) یا رزین های فورانی به همراه کاتالیزور و دیگر افزودنی ها با ماسه درون میکسر صورت گرفته و یک مخلوط یکنواخت حاصل می شود. با انتقال این مخلوط به درون قالب و اعمال حرارت (°C200-150) به مدت 2 الی 5 دقیقه ماهیچه پخت شده و از قالب خارج می شود.

4- فرآیند بدون پخت

در این روش بعد از اختلاط کامل رزین و ماسه در حضور کاتالیزور، مخلوط به قالب منتقل شده، بدون اعمال حرارت ماهیچه تهیه و پخت می شود. به دلیل عدم استفاده از حرارت مخصوصاً برای ریخته گری قطعات بزرگ، بسیار مقرون به صرفه است. بایندرهای متداول مورد استفاده در این فرآیند عمدتا از نوع فورانی می باشد.

5- فرآیند جعبه سرد

در این فرآیند از سیستم سه جزئی، رزین فنولیک، ایزوسیانات پلیمری و آمین نوع سوم استفاده می شود. بدین صورت که ابتدا اختلاط رزین با ماسه صورت گرفته سپس ایزوسیانات پلیمری به مخلوط اضافه شده و درنهایت مخلوط یکنواخت شده، پس از اختلاط کامل به داخل قالب انتقال می یابد و آمین نوع سوم به صورت گازی جهت پخت به محفظه قالب تزریق شده و ماهیچه حاصل می شود.

با توجه به نیاز روز افزون به چسب در صنعت ریخته گری، شرکت رزیتان با تولید انواع مختلف این رزین در حوزه های متنوع این صنعت، به شرح ذیل، محصول تولید می کند.

در فرایند قالبگیری پوسته، با تولید رزین نووالاک (SPS401.A) در فرایند جعبه داغ، رزین دو جزئی فورانی (HF100) در فرایند بدون پخت، رزین دو جزئی فورانی (CF306 و CF308) و در فرایند جعبه سرد، رزین سه جزئی فنولیک-یورتان (CB862/891) را تولید و توانسته برای شکوفایی صنعت ریخته گری، گام های موثری بردارد.