铸造用呋喃树脂砂

　　对浇注后的树脂砂经砂块破碎后的砂粒，通过机械摩擦等方法将其表面残留的固化树脂层去掉一部分的处理叫做树脂砂再生处理。再生砂的质量直接影响着树脂的用量和型砂性能，因此控制再生砂质量指标很有必要。指标见表2。

　　脲醛呋喃树脂具有强度高、韧性好、塑性好、价格实惠公道、应用场景范围广等特点，是应用量最大的一类树脂。但是，在评价脲醛呋喃树脂时还应当注意随着含氮量增加，树脂游离甲醛的含量增加，水分增大。脲醛呋喃树脂会出现混浊沉淀等现象，使树脂性能变差。

　　4)减轻劳动强度大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪声、矽尘等，减少了环境污染；

　　5)树脂砂型(芯)强度高(含高温强度高)、成型性好发气量较其它有机铸型低、耐热性好、透气性好，可以大幅度减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，以此来降低废品率，可以制造出用黏土砂难以做出的复杂件、关键件；

　　6)旧砂回收再生容易能够达到90%左右的再生回收率。在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害方面效果显著。

　　1)对原砂要求比较高，如粒度、粒形、SiO2含量、微粉含量、碱金属盐及黏土含量等都有较严格要求；

　　3)与无机类黏结剂的铸型相比，树脂砂发气量较高，如措施不当，易产生气孔类缺陷；

　　1.保证铸件的大平面，重要加工面或主要受力面的质量。一般放在铸型的下面或侧面；

　　3.尽量减少泥芯数量，尽量使泥芯头支撑稳定，定位准确，下芯组装方便，出气通畅；

　　4.复杂铸件泥芯数量多，应第一先考虑在下泥芯时，尺寸容易检查，尺寸精度容易保证。

　　呋喃树脂砂生产的铸件表面上的质量好，尺寸精度高，废品率低。但在生产的全部过程中仍会出现不少缺陷，甚至造成批量报废。

　　实际生产中，砂芯的脱模时间要根据砂芯的尺寸和复杂程度确定。只要脱模后，砂型和砂芯不会变形、塌箱，就应脱模，决不可随意延长。否则，会使脱模困难，甚至使模样、芯盒破坏，影响生产率。从有利于生产着眼，希望混好的砂的可使用时间长，但生产中可使用时间与脱模时间之比最理想的还只能达到0.8，一般为0.35~0.6。

　　影响可使用时间、脱模时间的因素很多。实验表明，所采用的原砂、树脂、催化剂的类型、质量和加入量、混砂工艺、环境和温度和湿度，均对可使用时间和脱模时间有明显的影响，影响最大的为环境和温度和催化剂的加入量。当催化剂量相同，室温不同时，温度低则可使用时间长；温度高则可使用时间短。其趋势是温度每增加10℃可使用时间缩短1/3~1/2。室温相同时，催化剂加入量减少，可适用时间明显增长；催化剂增多，可适用时间缩短。但是催化剂加入量超过一些范围内，可适用时间变化不大，但对脱模时间影响显著。气温变化也明显影响脱模时间，其趋势是每增加5℃，脱模时间约缩短1/3~1/2。

　　4)原砂粒度适中，一般会用以70筛号为中心、主要部分集中在上下3或4个筛号上的原砂。根据铸件大小，材质不同，原砂粒度大小应有所变化；

　　7)角形因数要小，粒形越接近圆形越好。角形因数最好在1.3以下，尽可能不用1.45以上的硅砂；

　　5)对球铁件或低碳不锈钢等铸件，表面因渗硫或渗碳会造成球化不良或增碳，薄壁复杂铸钢件上易产生裂纹等缺陷；

　　6)浇注时有刺激性气味及一些有害化学气体发生，CO气发生量较大，要良好的通风条件。

　　原砂品质对树脂用量，树脂砂强度以及铸件质量影响很大，某些工厂由于忽视对原砂质量的严格要求，给生产带来很多麻烦。表1列举了不同大小和材质的铸件采用原砂的技术指标。

　　①微粉：对30/50、40/70筛号的原砂、140筛号以下为微粉；对50/100、70/140筛号的原砂，200筛号以下为微粉；对100/200筛号的原砂，270筛号以下为微粉。

　　酸自硬树脂砂除个别的、特别的条件之外，一般都采用硅砂，对硅砂的具体实际的要求是：

　　这是自硬树脂砂也是所有化学黏结剂砂的很重要的性能指标。可使用时间是指自硬树脂砂(其它化学黏结剂也相同)混砂后能够制出合格砂芯的那一段时间。脱模时间是指从混砂结束开始，在芯盒在内制的砂芯(或未脱模的砂型)硬化到能满意地将砂芯从芯盒中取出(或脱模)，而不致发生砂芯(或砂型)变形所需的时间间隔。

　　磺酸固化剂都是由铸造树脂生产厂与树脂配套供应的。表3为国产常用的几种磺酸固化剂，按季节划分品种，通过调整固化剂的种类和加入量能调节自硬砂的硬化速度。

　　f.大孔出流，保证金属液充型快速、平整、分散浇注。高的铸件用阶梯形浇口，使用浇口杯提高压力头。

　　为了使树脂、固化剂、偶联剂能在最短的时间里均匀覆盖在砂粒表面，需利用混砂机混制。呋喃树脂砂不宜用碾轮式混砂机，大多用以搅拌为主的连续式混砂机或碗形混砂机。混制树脂砂两种方法如下：

　　需要指出的是，当树脂加入已混合有固化剂的砂中后，应该在数秒钟至半分钟内混好，尽快出砂造型，不可在混砂机内混制时间过长。

　　硅烷能增加树脂与原砂的附着强度，从而使树脂耗量降低1/3左右。同时，硅烷还可以使树脂砂的抗湿性得到明显改善。硅烷会水解，并变成高聚物沉淀出来，因而其增强作用随时间延长而减弱，因此最好在使用前加入硅烷，搅拌均匀放置4h后立即使用。

　　3)含泥量越小越好，一般质量分数小于0.2%，颗粒表面应干净、不受污染，以保证砂粒与树脂膜之间有高的附着强度，因此应尽可能采用经过擦洗处理的擦洗砂；

　　a.降低树脂和固化剂加入量，选用发气量小的树脂，树脂中加入硅烷(占树脂重量2%)。

　　b.控制涂料中的含水量5%，控制酒精含水量。砂型及泥芯充分干燥后，再刷上涂料，合箱前用喷灯烘烤。

　　c.加强旧砂再生和防尘，铸铁用砂灼减量≤3%，铸钢用砂灼减量≤2%，微粉含量(200目底盘)≤0.8%。

　　为了改善酸自硬树脂砂的某些性能，有时在配比中加入一些添加剂，常用的添加剂见表4。

　　2)型砂的溃散性好，清理、打磨容易，由此减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害；

　　3)由于在各个工序中都最大限度的排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因素，所以树脂砂铸件的铸件表面上的质量、铸件几何尺寸精度方面比黏土能大大的提升1~2级，达到了CT7~9级精度和1~2mm/600mm的平直度，表面粗糙度大有改观；

　　1.呋喃树脂砂使用呋喃树脂和酸固化剂，在常温下硬化。铸型的强度高，尺寸准确。在浇注金属液时，呋喃树脂受热分解，燃烧，发气量大而且集中，逐渐容易形成气孔缺陷；

　　2.呋喃树脂砂在造型时，以干砂方式灌入砂箱，它的流动性好，能不用大力舂砂。砂粒之间间距比黏土砂大得多，透气性好；

　　3.呋喃树脂砂性采用快速、平稳的浇注系统，使铸型内的金属液迅速充满或达到一定高度，金属液的压力可以有效的预防树脂砂中的气体进入铸件，迫使气体从透气性良好的砂型内排出；

　　4.呋喃树脂砂型导热慢，铸件不容易冷却，设计冒口时适当考虑铸型冷却后，溃散性很好，清砂方便，铸件的表面粗糙度和尺寸准确程度高于黏土砂铸件。