铸造型芯砂粘结剂在生产中的适用性

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铸造型芯砂粘结材料可分为无机粘结材料、有机粘结材料。无机粘结材料主要有：粘土、水玻璃、水泥、磷酸盐。有机粘结剂常用的有合成树脂(呋喃、酚醛、脲烷、多元醇等)。下面根据笔者多年在铸造一线积累的经验，谈一下铸造粘结剂在生产中的适用性。

　　粘土可以分为铸造用粘土和铸造用膨润土。铸造用粘土具有具有较小的膨胀、收缩率和较高的耐火度，主要用于需要烘干的粘土砂型(干型)和砂芯的粘结剂。干型一般用于生产大型铸件，这种方法能耗高，环境差、生产效率低，现在已经很少见，逐步被自硬树脂砂或消失模、V法造型等工艺所代替。铸造用膨润土具有较大的吸水膨胀性、胶体分散性、吸附性、离子交换性和湿态粘结性能，其强度受颗粒大小的影响较小，一般主要用于做粘土砂湿型的粘结剂。

　　水玻璃是硅酸盐在水中以离子、分子和硅酸胶粒并存的分散体系。水玻璃可以用物理和化学-物理相结合的方法进行硬化，可以适应造型、制芯工艺的多样性，生产应用的广泛性是水玻璃的最大的优点和特点。硅酸盐熔点较低，在加热到800以上时强度降到最低值，使砂型在高温下具有较好的退让性，常见应用于铸钢。

　　水泥可以做铸造自硬砂粘结剂。但由于受气温的影响，水泥砂型需要经过十几小时或更长的时间才能达到所要求的强度，而水泥全部水合硬化，则需持续更长的时间。与自硬树脂砂相比，生产效率低很得多，现在已很少看见使用。

　　磷酸盐粘结剂分为磷酸、磷酸盐、改性磷酸盐三种。它具有高温强度高，高温变形小，溃散性好，不含有毒物等特点，硬化方便，可用于灰铸铁、球墨铸铁和铸钢，但在使用时，要改善它的脆性和高温环境下的抗吸湿性。常见用于铝合金材质活塞的冷却油道砂芯的粘结剂。

　　有机粘结剂按化学结构可分为呋喃树脂、酚醛树脂、酚脲烷树脂、多元醇脲烷树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等，按其造型及制芯工艺又可分为自硬树脂、热(温)芯盒树脂、壳型(芯)树脂、气硬冷芯盒树脂、烘干硬化树脂等。

　　自硬树脂粘结剂又可分为：自硬呋喃树脂粘结剂、自硬酚醛树脂粘结剂、酯硬化碱性酚醛树脂粘结剂、酚脲烷自硬树脂粘结剂。其中呋喃树脂是目前铸造生产中应用量最大的缩聚树脂。自硬砂多用于多品种小批量生产和大型铸件的生产。

　　生产覆膜砂通常采用热塑性固态酚醛树脂，又称线性酚醛树脂或二阶酚醛树脂或Novolac树脂。覆膜砂多用于复杂砂芯的生产和金属型覆砂工艺。

　　热芯盒树脂有呋喃树脂和酚醛树脂。温芯盒树脂是一种高糠醇含量、低水分且结构活性基团比较活泼的呋喃树脂。目前，

　　热(温)芯盒工艺有被冷芯盒工艺代替的趋势。

　　常用的烘干硬化树脂有烘干硬化酚醛树脂、丙烯酸烘干硬化树脂、改性聚乙烯醇烘干硬化粘结剂等三种。

　　气硬冷芯盒树脂粘结剂有：三乙胺法酚醛脲烷树脂粘结剂、SO2 硬化呋喃树脂粘结剂、CO2硬化酚醛树脂粘结剂、甲酸甲酯硬化酚醛树脂粘结剂、CO2/聚丙烯酸钠树脂粘结剂、CO2硬化聚乙烯醇树脂等。其中以三乙胺法酚醛脲烷树脂粘结剂应用最广泛，国内主要的发动机铸件生产厂家多采用此材料，它具有生产效率高、砂芯尺寸精度高的特点，但刚出模的砂芯里仍含有不少的三乙胺，仍在继续散发，铸造现场三乙胺的气味很浓，对工人的健康不利。因此，建议在加强车间的通风排气的同时，供应商尽快开发出环保型的铸造粘结剂。