浅析呋喃树脂自硬砂铸造的生产技术和应用

广东福联

一.呋喃树脂砂的生产工艺技术
1.1自硬呋喃树脂砂铸造中所需原材料的选用
1) 铸造用砂的要求
原砂对呋喃树脂砂的性能粘结剂用量以及铸件表面质量的影响很大，要求原砂中的SiO2含量要高，含泥量和酸耗值要低。建议粒度：大件42或30组别，中件21组别，小件15或10组别。
2) 呋喃树脂
呋喃树脂是由糠醇生产而成的树脂，其糠醇含量较高，树脂的存放性能得以改善，热强度高但增加了成本。树脂中的游离甲醛是生产中产生刺激性气体的来源，也是恶化环境的因素之一，应加控制（如铸造厂效率较好建议选用低甲醛呋喃树脂，保护环境）。铸铁件生产应选用低氮或无氮树脂，实际应用根据铸件的技术要求和结构来选择。
3) 固化剂
一般采用有机磺酸溶液按其水溶液或醇溶液的浓度来调节固化速度，铸造厂可以根据自己的工艺要求进行固化时间的调节，十分方便。
4) 添加剂（硅烷作偶联剂）
为改善呋喃树脂自硬砂的性能，配比中常加入一些添加剂。加入少量的硅烷作偶联剂，可显著的提高树脂砂强度，但随着时间的延长作用逐渐减弱，一般两个月将消失。因此在国内由用户在使用之前加入并搅拌均匀，应尽快用完，也有部分呋喃树脂生产厂家为了方便客户，出厂之前便已经添加了硅烷。（因此使用的时候必须注意时效问题）
1.2旧砂的再生和回收利用
（降低成本）旧砂能很好的回收与再生是呋喃树脂砂的一大优点之一。如何控制好再生砂的质量，是生产出高质量树脂砂铸件的关键质量树脂砂铸件的关键。
1) 砂温调节
稳定砂温是呋喃树脂自硬砂的关键，尤其是再生砂的砂温，因此砂温调节是必不可少的。如果砂温能控制好的话，它即可提高生产效率，可减少数珠加入量，又可减少砂型损坏和铸造缺陷，降低成本。
2) 关于呋喃树脂再生砂的质量指标
@再生砂的酸耗值和PH值
对于用酸作固化剂的呋喃树脂，酸耗值通常取负值；PH值过高就较难确定酸固化剂合适的加入量，一般PH值控制在3～6的范围。
@再生砂的灼减量和发气量
灼减量是衡量树脂砂型中硬化粘结剂的残留量的大致标准。它随回用次数的增加，其增长率逐次下降，一般经过10～15次循环后即可达到稳定值。铸铁件生产可控制在2.5%之内。灼减量和发气量之间几乎呈直线关系，可通过灼减量来推算发气量。如果能控制好灼减量粒度分布微粉含量，就可以有效的防止铸件出现气孔缺陷。
3) 再生砂反复使用以后，砂粒易细粒化，将会影响型砂的透气性，生产过程应多加注意观察。
1.3混制工艺
1) 配比及混制
a混合料配比
呋喃树脂的加入量一般占砂重的0.8～1.5%，而固化剂的加入量占树脂重的20～70%，依据季节的温度变化来调节。
b混制工艺
造型最好采用连续式混砂机混制。一般是将原砂、再生砂、固化剂、树脂依次快速混合而成，随混随用。用间歇式混砂机时，应先加砂，开动混砂机后小心加入固化剂，混拌1～2min之后加入树脂，混匀后立即卸砂。制芯采用碗型混砂机(间歇式)，按所制芯的重量大小选择混制量的多与少。
2) 硬化工艺
树脂砂硬化速度与砂温、环境温度、空气湿度以及固化剂的种类、加入量关系很大。
a温度
原砂温度最好控制在20～35℃，原砂及工作环境温度过低，硬化速度会变得很慢，延缓了脱模时间，降低了生产效率；而温度过高，可使用时间过短，砂子的流动性变差，影响型芯的紧实。所以，应控制好硬化速度，合理控制树脂砂的可使用时间与脱模时间。
b固化特性
用可使用时间与脱模时间的比值来表示粘结剂的固化特性，比值愈大，表示该固化剂的固化特性愈佳，一般为0.3～0.5。