樹脂砂工藝很全Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式樹脂砂工藝守則

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生產(chǎn)前準備

1.1樹脂、固化劑和原砂的質(zhì)量應(yīng)符合國家標準中的相關(guān)規(guī)定，再生砂性能應(yīng)滿足工藝要求。

1.2混制樹脂砂前，應(yīng)首先打開電源、氣源檢查混砂設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常，原材料是否充足。

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混砂操作工藝

開機和停機時，首尾下來的料不能做面砂使用，可摻入型芯中作為填料。

體積較大的型芯，可用固態(tài)砂塊做填料以加強透氣性和節(jié)約用砂。

型芯的出氣可采取扎氣眼、留出氣道、芯骨上纏繞尼龍通氣繩或鐵屑等方法。

直澆口較高的砂型，澆注系統(tǒng)應(yīng)采用耐火材料管及耐火磚片，以提高鑄型的抗沖刷能力。

砂型及芯盒放滿砂后應(yīng)及時刮平并扎出氣眼。

樹脂砂起模時間視具體工藝條件而定，一般在20~60分鐘，機身、缸體等大件可適當延長起模時間。

樹脂砂型芯起模一小時后方可涂刷涂料，使用水基涂料其烘干工藝參見《烘干工藝守則》，使用醇基涂料，大件在涂料點燃干燥后應(yīng)用煤氣適當烘烤，確保干燥徹底。

樹脂砂型、芯出現(xiàn)損壞，應(yīng)用粘結(jié)劑粘補或插鐵釘用樹脂砂填補固化后磨平。

型芯起模后，一般應(yīng)經(jīng)6小時達到一定強度后方可澆注。

每個工作班結(jié)束后必須清理攪拌槽和葉片。

不定期檢查混砂設(shè)備定量是否準確。

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樹脂砂工藝性能檢查

樹脂型、芯砂性能檢驗規(guī)定為每班一次，每周可檢查四次，在常溫下要求：一小時抗拉強度≥0.08Mpa，兩小時抗拉強度＞0.2Mpa，二十四小時抗拉強度＞0.4Mpa.

再生砂性能檢驗為每周一次，要求灼減度＜2.5%，含泥量＜1.5%，發(fā)氣量＜15ml。整理為word格式整理為word格式整理為word格式整理為word格式整理為word格式整理為word格式樹脂砂鑄件生產(chǎn)操作工藝規(guī)程

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目的

為規(guī)范樹脂砂鑄件的生產(chǎn)操作過程，嚴格執(zhí)行操作工藝，減少因違反工藝或操作不當產(chǎn)生的廢品和降低的鑄件生產(chǎn)成本，特制定本生產(chǎn)操作工藝規(guī)程。

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適用范圍

本工藝規(guī)程適用于公司內(nèi)所有樹脂砂鑄件的生產(chǎn)全過程和與之相關(guān)的各類操作人員。

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工藝規(guī)程

3.1

主要原材料的技術(shù)要求或規(guī)格

粒度：40/70目（中大件）或50/100目（一般件）；

化學(xué)成分：SiO2>90%、含泥量<0.2%~0.3%、含水量<0.1~0.2%；

微粉含量(140目篩以下)≤0.5~1.0%、耗酸值<5ml、灼減量<5、粒型：圓形或多角形。

灼減量<3.0%；耗酸值<2.0ml；PH值<5；200目篩底盤<1%；底盤量<0.2%；含水量<0.2%；

粒形：圓形。

含氮量2.0~5.0%；24h抗拉強度>1.5MPa；游離甲醛<0.3%；粘度<60mPa.s；密度1.15~1.25g/cm3；游離酚<0.3%。

采用有機磺酸固化劑，其黏度一般控制在<200mPa.s，水不溶物的含量<0.1%，同時冷凍和隨后的溶解之間要有可逆性。為了保證穩(wěn)定的型砂可使用時間和硬化速度，可選用“a+b”固化劑或根據(jù)季節(jié)不同選用不同酸度型號的固化劑。

3.1.５涂料

采用醇基涂料。要求涂料的固體含量高，粉料粒度細，粉料及黏結(jié)劑的耐火度高，抗爆熱能力強等。具體工藝性能要求有：密度1.25~1.35g/cm3；黏度6~7s；懸浮性（2h）>97%；涂刷性、流平性、滲透性、抗裂性要好，涂層強度要高。對于表面球化有深度要求的鑄件，應(yīng)采用氧化鎂涂料。

3.2操作工藝規(guī)程

根據(jù)樹脂砂再生設(shè)備的要求和工藝流程進行操作，獲得滿足工藝要求的再生砂。特別要注意控制好進入混砂機時的再生砂的溫度，最好在25-35℃。

（１）混砂機的流量測定

根據(jù)混砂機的設(shè)定要求，在正常的生產(chǎn)情況下，至少每四天進行一次流量測定。分別對相同時間內(nèi)砂、樹脂、固化劑的流量進行稱量，掌握時間流量。并先將砂流量按混砂機的公稱流量進行調(diào)整。

（２）樹脂量的調(diào)整

根據(jù)砂流量調(diào)整樹脂的加入量，樹脂加入量一般控制在型砂重量的0.8~1.2%，厚大件取上限，中小件取下限。

（３）固化劑量的調(diào)整

固化劑加入量在正常情況下與砂溫和車間環(huán)境溫度有關(guān)，一般控制在樹脂加入量的30~50%，高溫時取下限，低溫時取上限。放砂時間長的大件固化劑加入量取下限，以保證樹脂砂有足夠的可使用時間。

（４）混砂機的調(diào)整與準備

嚴格按《混砂機操作規(guī)程》進行設(shè)備的日常維護保養(yǎng)，特別是要及時清理攪籠內(nèi)的葉片和內(nèi)壁。每天放砂前應(yīng)將樹脂，固化劑泵單獨循環(huán)1~2分鐘，并注意檢查固化劑加入孔是否有結(jié)晶堵塞現(xiàn)象。

①了解所生產(chǎn)鑄件的工藝要求，熟悉工藝文件和工藝裝備。

②檢查模具芯盒是否齊全，清除模具芯盒表面存在的多余殘留堆積物。③檢查模具芯盒是否存在缺角、變形，尺寸是否符合圖紙要求；檢查活塊、澆冒口是否殘缺。④檢查定位銷、孔配合是否合適；模具的起模裝置及吊運裝置的安裝是否合適。⑤檢查模底板是否平直，大小是否符合要求。金屬平板的安裝必須平整、四角墊平，并保證在一水平面上。木質(zhì)底板的模具必須放在金屬平板上造型，造型前應(yīng)檢查底板與金屬平板結(jié)合面之間是否有雜物。⑥砂箱大小是否合適，吊耳是否牢靠可用，大型砂箱是否有裂紋等缺陷。⑦準備所需要烘烤的冷鐵，芯撐(冷鐵、芯撐烘烤后必須冷卻至室溫才能使用)起模吊運工具、通氣繩、填砂的用的砂塊。所用冷鐵表面最好經(jīng)過加工或毛坯表面無缺陷，一般厚大件冷鐵使用不得超過3次，薄壁件不得超過5次。⑧所有模具，芯盒均刷好脫模劑后使用。

①冷鐵、活塊、澆冒口模樣，以及泥芯的出氣必須根據(jù)工藝要求正確擺放。

②啟動除塵器后開動混砂機，單攪籠混砂機應(yīng)注意先去掉頭砂后再進行放砂操作。

③中小件可以從模樣上放砂，放砂時應(yīng)注意防止冷鐵和活塊的移動，并注意拐角、凹槽部位用木棒搗實，其他部位也得用木棒均勻搗實，特別要防止靠近模樣部位的型砂局部松散。

④大型鑄件應(yīng)從砂箱某一角開始放砂，并注意適當調(diào)整固化劑的加入量，延長樹脂砂的可使用時間。要邊放砂邊搗實，從砂箱一角逐漸沿模具其它方向連續(xù)擴展，直至放滿整個砂箱。對于大空間砂箱，樹脂砂可隨模樣形狀放置一定厚度，一般控制在150~200mm(不填砂塊情況下),必須保證澆口、冒口、出氣孔部位的樹脂砂達到工藝要求的高度，澆冒口、出氣孔部位的高度可用冒口圈等達到工藝要求。

⑤放砂結(jié)束時，應(yīng)注意尾砂不得放在澆冒口、出氣孔部位，只能放在不重要的地方。

⑥由于樹脂砂的流動性非常好，舂實只要求速度快，但不必過分用力。拐角、凹槽等部位必須要舂實。

⑦待砂放滿后，刮平砂箱和芯盒并氣針扎氣孔。對于厚大件、墻板件等在蓋箱上造型時必須認真扎好通氣孔，并控制離模樣30~50mm的距離，不能扎透。

由于樹脂砂成本較高，為進一步降低成本可用廢砂塊或其他填充物填實砂箱不重要的空間，但應(yīng)注意如下幾個問題:

①模樣表面要舂實，填砂厚度超過模樣100mm時，方可加砂塊或其他填充物。

②無陶瓷管的直澆口附近、橫澆道附近、出氣孔附近、要求砂型強度高的厚壁鑄件等部位不得放置砂塊。

③填充砂塊間不得有空隙，應(yīng)搗實。填充砂塊的塊度不得過大或過小，應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品的大小，控制在50~200mm之間。

①幾分鐘后樹脂砂略有變色發(fā)黏，可拔出冒口、直澆口、出氣棒等。

②起模時間的確定。當砂型外層硬化，內(nèi)層有強度但未完全硬化時起模。起模時間控制的好，有利于保護模樣和加快砂型硬化。起模時間太早要塌箱；太遲，起模困難，容易損壞模樣。

一般認為樹脂砂可使用時間與脫模時間之比為0.3~0.5。目前暫定可使用時間為7~15分鐘，脫模時間設(shè)定為20~45分鐘。起模前要檢查確認砂型達到足夠的強度，可用手在冒口定位等凹進部位觸壓測定，根據(jù)經(jīng)驗及模型實際情況確定，并注意實際起模時間在冬天、夏天，木模與金屬模不同時均有區(qū)別。

③型板模造型的起模要求：

檢查吊鏈是否牢靠，長度是否合適；

起模時應(yīng)調(diào)整好天平吊與型砂的重心位置，無法調(diào)整的應(yīng)予以配重；

先點動行車起模，確認分型面與模板平行后方可起模；

當砂型離開模樣后應(yīng)迅速起模；

起模方向應(yīng)垂直于模板；

起模時平板不能吊的太高，移動時必須注意使平板平行下落。

④實樣模的起模要求：

ａ．樹脂砂達到起模強度后翻箱，準備起模；

ｂ．將起模吊環(huán)擰緊到起模螺絲上，并將鏈條穿入吊環(huán)，并調(diào)整合適的長度；

ｃ．調(diào)整行車到合適的位置，將鏈條拉緊并微調(diào)鏈條的長度；

ｄ．用橡皮錘邊敲打邊起模,起模動作先緩慢,當模樣快出砂型時應(yīng)快速上升；

ｅ．起模方向應(yīng)垂直于分型面,并通過模樣重心；

ｆ．模型起出后，應(yīng)將模樣擦凈，并將活動的澆冒口、模樣等放在指定的地方，避免損壞、丟失。

⑤起模后砂型放置

起模后的砂型應(yīng)放在一個指定的地方。下面四角須墊實(對強度不高的砂箱特別注意)、下箱要放水平，觀察分型面是否平整，若不水平須調(diào)整下面的墊塊。

起模后需要對起模后破損的部位進行修補。具體要求如下：

①因起模而帶斷的凹槽、拐角或棱角處的破落砂塊，如果整塊未破碎，只需吹盡斷裂部位的浮砂粒，用粘補膠重新粘住即可，在后序刷涂料時將其縫隙用涂料填塞。

②如果破損處的砂塊已經(jīng)碎了，可用新混的樹脂砂修補。修補前做出倒鉤槽（或?qū)⑵茡p處挖大些），插上釘子，并吹凈浮砂粒，再用新混的樹脂砂進行修補。硬化后將多余的部分用砂輪磨去。

③砂型破損小或局部砂型疏松有孔洞時，可用稠厚的涂料漿修補。修補時刮刀要用力將涂料壓入孔洞中。

④破損處型砂強度的檢查，可用手用力擦試，以鑄型表面不會落砂即可。

刷涂料是樹脂砂造型過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著鑄件的表面質(zhì)量。

①刷涂料前應(yīng)將涂料桶內(nèi)涂料攪拌均勻，并用酒精調(diào)整到合適的濃度。

②對于大件應(yīng)集中從某一部位刷起，涂刷速度要快且均勻，不得有流痕和刷痕。必要時可用酒精將流痕和刷痕清洗掉，涂刷完畢后應(yīng)迅速點燃。

③涂料層厚度一般掌握在0.3~0.5mm，薄壁件取下限，厚大件取上限。澆注系統(tǒng)和冷鐵部位涂料厚度取上限。對表面質(zhì)量要求較高的鑄件，最好刷兩遍涂料，最后用酒精刷一遍。批量較大的件可采用流涂的方法上涂料，以提高生產(chǎn)效率。

④涂料刷畢后根據(jù)客戶對鑄件表面質(zhì)量的要求不同，可采用軟綢布對涂料層進行打磨，去掉微小的流痕和刷痕。

⑤應(yīng)注意泥芯頭和芯座不能刷涂料，并防止通氣孔被涂料堵塞。

⑥應(yīng)檢查涂刷后的鑄型表面質(zhì)量，有無涂料堆積，如有可用工具鏟刮掉。

3.3制芯應(yīng)注意的要點

①檢查芯骨強度是否足夠。

②芯骨放入芯盒，檢查大小是否合適，吃砂量是否足夠。

③用鋼管做的芯骨，鋼管上要有足夠多排氣孔，并適當繞一些通氣繩。

④用鑄鐵做芯骨，芯骨上應(yīng)繞足夠多的通氣繩，以加強泥芯的排氣。

⑤檢查芯骨用于起芯吊運砂芯的吊環(huán)是否可靠。

①整體式芯盒

a.在芯盒內(nèi)放入以纏繞通氣繩的芯骨，調(diào)整各部分至合理的吃砂量，將通氣繩引出芯頭。

將芯骨的吊環(huán)整理好，露出舂砂面。

芯骨應(yīng)低于舂砂面一定厚度，此厚度隨砂芯的大小不同而不同。

放砂并舂實，砂放滿后刮平芯盒。

砂芯固化一段時間并達到足夠強度后起芯。

起芯時應(yīng)找準砂芯的重心，行車點動起芯，并用橡皮錘敲動芯盒，當砂芯脫離后應(yīng)快速起芯。

砂芯起出后應(yīng)放在松軟的砂袋上，并墊平，防止砂芯變形。

②分體式芯盒

a.把芯盒清理干凈，把兩半芯盒夾緊。

b.放入繞有足夠通氣繩的芯骨，芯骨的吊環(huán)露出舂砂面，通氣繩露出芯頭。

放砂并舂實，砂放滿后刮平。

當砂芯達到足夠強度后，打開芯盒夾緊裝置，打開兩半芯盒。取出砂芯，放置在松軟的砂袋上，并墊平，防止砂芯變形。

對于特殊形狀泥芯，垂直舂完達到足夠強度后可連同芯盒整體放置水平，打開夾緊裝置，取出泥芯。

③脫落式芯盒

脫落式芯盒主要用于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜或拔模斜度小的砂芯，脫落式芯盒與上面兩種芯盒方法不同是：當砂芯達到足夠的強度后打開芯盒夾緊裝置或外框，分別取出活塊，吊出砂芯。

對于復(fù)雜或重要的砂芯，制成后應(yīng)用樣板或?qū)Ｓ昧恳?guī)進行尺寸、形狀、表面質(zhì)量檢查。

3.4配模

對于首件、首批或重要的較大鑄件，為確保質(zhì)量，下芯前必須進行空合箱?？蘸舷鋾r，將長的箱銷插入蓋箱銷套內(nèi)，下面伸出部分以不超過120mm為宜，用行車借正砂箱位置（銷子孔對準），不能用人拉，注意此時下箱平面的距離四周應(yīng)基本一致（否則應(yīng)調(diào)整），合箱速度要慢。合箱后，仔細觀察型腔情況，是否有錯位及上下箱平面結(jié)合不平等情況，確認符合要求后在上下箱分型面做三道視線，便于檢查，若空合箱時發(fā)現(xiàn)情況，應(yīng)及時與技術(shù)人員聯(lián)系，確定解決方法。

，了解鑄件的基本結(jié)構(gòu)、砂箱間及砂芯與砂型的相對位置、砂型數(shù)量等，防止下芯位置和方向發(fā)生錯誤或漏放砂芯。

，確定下芯次序，以提高鑄型裝配精度。

檢查砂芯質(zhì)量

①不得使用破損、返潮、表面粉化或放置時間過長的砂芯。

②修補過的砂芯應(yīng)作表面加固，待徹底固化后才能使用。

③芯頭過大的砂芯應(yīng)對芯頭作適當修削后才能下到砂型中。

④芯頭尺寸過小的砂芯下芯后應(yīng)采用樹脂砂或其他堵塞材料對芯頭與芯頭座的間隙作適當填補。

⑤檢查砂芯的排氣通道是否暢通。

，下芯前應(yīng)檢查組裝砂芯的相對位置是否正確，砂芯間接合是否牢固，分芯面是否合適。

①采用下芯夾具，將砂芯在定位裝置導(dǎo)引下下入型腔。

②手工下芯時應(yīng)注意：

a.

吊裝砂芯確保通過砂芯平面重心；

b.

砂芯應(yīng)平行于下芯片面；

c.

手扶砂芯確保砂芯穩(wěn)定。

①下芯后立即檢查的項目有砂芯位置和數(shù)量、砂芯與砂箱相對尺寸、砂芯間相對位置。對彎頭等圓形鑄件應(yīng)檢查砂芯的分型面與砂型的分型面是否平齊，不平齊應(yīng)做相應(yīng)調(diào)整。

②填塞芯頭與芯座，疏通砂芯排氣通道。

3.5合箱

①熟悉鑄造工藝，了解鑄型結(jié)構(gòu)特點，準備好型芯撐，過濾網(wǎng)、澆口杯、冒口所需的砂芯等。

②檢查型腔和砂芯的芯頭的集合形狀和尺寸，損壞的要修補或更新，修補的砂芯要進一步檢查，讓其他完全固化，并刷好涂料。

③清除型腔、澆注系統(tǒng)和砂芯表面的浮砂和臟物，檢查出氣孔和砂芯排氣通道，保證暢通。

④砂芯在砂型中裝配后檢查其形狀、尺寸和間隙，符合要求后緊固砂芯。

①鑄型的分型面上要清理干凈，沿分型面、芯頭及氣孔周圍墊上封箱膠或封箱泥條。

②翻轉(zhuǎn)上箱時要注意安全，翻箱后砂型有損壞要進行修補。

③檢查上箱氣道是否通暢，冒口、澆口內(nèi)壁是否干凈，檢查上下型的定位部分是否準確無誤。

④合箱時上箱要呈水平狀態(tài)，緩慢下落，準確定位合箱，如分型面處要芯撐，則要用黃泥確定芯撐高度，再放合適的芯撐，然后水平地合上上箱。

⑤對大型鑄件合箱前應(yīng)進行空合箱。合箱應(yīng)檢查標記線是否對正，若偏差，應(yīng)找出原因。若不能解決則堅決不予澆注，并重新開箱查找原因。

⑥檢查直澆道與橫澆道位置，砂芯有無卡砂的可能。

⑦檢查分型面處是否合嚴，如有間隙應(yīng)用耐火泥封箱，杜絕跑火。

⑧計算抬箱力，根據(jù)抬箱力放好壓鐵或選擇緊固螺絲緊固鑄型。

⑨放澆冒口杯，蓋好澆口杯，準備澆注。

⑩所有的出氣孔處要留有標記，以便點火引氣，冒口要蓋好，防止異物掉入。

3.6澆注

①熟悉所澆注鑄件的結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)，并應(yīng)知道所澆注鑄件所需鐵水重量。

②熟悉澆注鑄件所需要的澆注時間，須在規(guī)定時間內(nèi)澆完。

③清理澆注場地，保證澆注場地暢通無阻。

④在所澆注鑄件砂箱周圍墊一層薄砂。

⑤確認澆注杯是否正確安放，砂箱是否封好，緊固螺絲有無松動或壓箱鐵是否足夠。

⑥擺放好澆注臺架，并確認安全不晃動。

①除凈金屬液表面熔渣，用茶壺包澆注，除凈茶壺嘴熔渣。

②澆注小件或澆注時間長時可在金屬液上灑上層稻草灰或珍珠巖保溫。

③澆時不能中斷，始終使?jié)部诒錆M，在鑄件工藝流程卡上規(guī)定時間澆完。

④澆注開始時應(yīng)該以細流金屬液澆入，防止金屬液飛濺，待快澆滿時也應(yīng)該以細流金屬液澆入，防止金屬液溢出和減少抬箱力。

⑤鐵水溫度須達到工藝卡規(guī)定的澆注溫度，低于澆注溫度的金屬液不能澆入鑄型。

⑥澆注時在砂型出氣孔和冒口處引火燃燒，使鑄型中產(chǎn)生的氣體易于及時排出。

3.7鑄件的冷卻時間

、裂紋等缺陷，并保證鑄件在清砂時有足夠的強度和韌性，鑄件在型內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時間。

中小型鑄鐵件在砂型中的冷卻時間

鑄件重量（kg）

＜5

5~10

10~30

30~50

50~100

100~250

250~500

500~1000

鑄件壁厚(mm)

＜8

＜12

＜18

＜25

＜30

＜40

＜50

＜60

冷卻時間（min）

20~30

25~40

30~60

50~100

80~160

120~300

240~600

480~720

壁薄重量輕的鑄件冷卻時間取下限值，反之取上限值。

計算大型鑄鐵件型內(nèi)冷卻時間的經(jīng)驗公式：t=K*G

式中：t—鑄件冷卻時間（h）

K—鑄件冷卻速度4~8（h/t）

G—鑄件重量

3.8應(yīng)注意的幾個問題

，不得混入其他種類的型砂或其他夾雜物。造型過程中要注意不能將廢棄的封箱用耐火泥、陶瓷片等雜物混入型砂，以免增加灰分。

，嚴重時容易產(chǎn)生爆炸，因此必須嚴格區(qū)分和隔離。

，樹脂砂生產(chǎn)場地應(yīng)嚴禁吸煙。

，將產(chǎn)生的5~10%的微粉并被除塵器除去，因此至少每天應(yīng)均勻補充5~10%的新砂，以確保砂量的平衡。

，一般對樹脂砂來講水份超過0.2%就會影響固化，甚至造成不固化。

，超過可使用時間的樹脂砂嚴禁使用，以免影響砂型或砂芯強度。

，除凈葉片上的附屬物，并調(diào)整的攪籠內(nèi)葉片的角度，確?；焐百|(zhì)量。

，確保流量正常。

4.0

檢驗和記錄

樹脂砂生產(chǎn)過程中的檢驗和記錄按照公司有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

樹脂砂常溫抗拉強度的測定方法D.1試劑和材料a)標準砂：應(yīng)符合JB/T9224規(guī)定；b)對甲苯磺酸70%水溶液：應(yīng)符合HG/T2345規(guī)定。D.2裝置a)SWY型液壓強度試驗機；b)SHY型樹脂砂混砂機；c)“8”字形標準試塊模具(模具內(nèi)“8”字形標準尺寸按GB/T2684執(zhí)行，模具材質(zhì)為木模用材料)；d)臺秤：10kg；e)天平：感量0.01g。D.3試樣的制備和保存a)試驗條件：砂溫20±2℃；室溫20±2℃；相對濕度(50±5)%；b)混合料的配制：取標準砂1000g，放入混砂機里，開動后立即加入5.0g對甲苯磺酸水溶液，攪拌1min，加入樹脂10g，攪拌1min后出料；c)制樣：將混合料倒入“8”字形芯盒中人工壓實，確保用力均勻一致，然后刮平，達到(或大于)開模強度時，打開芯盒，成型完畢。每組打樣五塊，試塊重量67±1g，試塊應(yīng)在混砂開始5min內(nèi)成型完畢；d)放置硬化：將已打好的試樣在規(guī)定試驗條件下自然硬化24h。D.4程序工藝試樣抗拉強度的測定，按要求測定24h的強度，試樣放在強度試驗機夾具中，并使夾具中四個滾柱的平面貼在試樣腰部，轉(zhuǎn)動手輪逐漸加載，直至試樣斷裂，其抗拉強度值可直接從壓力表中讀出。D.5結(jié)果的表述測定五塊試樣強度值，然后去掉最大值和最小值，將剩下三塊數(shù)值取其平均值，作為試樣強度值。允許差：三個數(shù)值中任何一個數(shù)值與平均值相差不超過10.0%。如果超過應(yīng)從D.3開始重新試驗。D.6試驗報告試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)注明按照本標準；b)樹脂名稱、型號、批號；c)試驗結(jié)果；d)試驗日期、試驗人員。整理為word格式整理為word格式整理為word格式樹脂砂鑄鋼件產(chǎn)生熱裂缺陷的原因及其防止措施有哪些？

用樹脂砂生產(chǎn)薄壁、形狀復(fù)雜的鑄鋼件時，最容易產(chǎn)生的一種缺陷是熱裂。其原因有三：

1、使用樹脂砂流動性好，易緊實；樹脂加入量少，砂粒上包覆的粘結(jié)劑膜薄，這樣砂粒受熱膨脹，砂芯、砂型的熱膨脹率會比水玻璃砂芯（型）高。

2、樹脂砂受熱后，在還原性氣氛下樹脂炭化結(jié)焦而形成堅硬的焦炭骨架，能提高砂芯熱強度（如1000℃時樹脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5~10倍），嚴重阻礙砂芯（型）退讓。呋喃樹脂中糠醇的含量越高（氮含量越低），鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹脂的熱分解溫度，降低了樹脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結(jié)構(gòu)件。

3、用呋喃樹脂砂時，采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性。

高溫金屬凝固時產(chǎn)生的收縮受到砂芯（型）較大的阻力，使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形，而合金表面增硫，又降低了抗熱裂的能力。當應(yīng)力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時，就會形成熱裂。

為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或減少熱裂，可采取以下幾個方面的措施：

1、合金方面

（1）控制鑄件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現(xiàn)整理為word格式整理為word格式整理為word格式Ⅱ型硫化物。（鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài)，即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續(xù)狀，容易引起鑄件熱裂。）通過調(diào)整錳硫比來改變硫的分布型態(tài)。

（2）對于碳鋼件，應(yīng)使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性增加。

（3）用A1脫氧時，應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%；過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現(xiàn)“巖石狀”，大大降低鑄鋼件的抗熱裂能力。

（4）使鋼的晶粒能細化。如在鋼液中加入稀土和硅鈣，既可脫氧、脫硫，又可以細化晶粒。對NiCrMoV鋼的測定表明：在相同的條件下，經(jīng)稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上。

2、鑄造工藝方面

（1）在滿足鑄件的充填性的要求時，盡量降低鋼液的澆注溫度。對0.19%C的碳鋼，在1550整理為word格式整理為word格式整理為word格式℃時澆注比在1600℃時澆注，其抗熱裂能力幾乎高一倍。

（2）對于薄壁鑄件，宜采用較高的澆注速度。如對某鑄鋼件，重量為125Kg，壁厚為15mm，澆注時間為14秒時不出現(xiàn)熱裂；延長至40秒就觀察到裂紋。

（3）在鑄件易發(fā)生裂紋處設(shè)置防裂筋，是防止鑄鋼件熱裂的有效措施。具體辦法參閱文獻[

]。

（4）及時松箱，也有助于減少熱裂，因為可以減少鑄件的收縮應(yīng)力。

3、造型材料方面

（1）降低樹脂加入量，或?qū)渲男?，使樹脂具有熱塑性，讓呋喃樹脂在高溫時不結(jié)焦或少結(jié)焦，從而保證其有良好的高溫容讓性。

（2）在呋喃樹脂砂中加入附加物，使樹脂砂具有熱塑性；或者在收縮受阻最嚴重處，加入木粉、泡沫珠粒；或者在鑄型中相應(yīng)部位放塑性好的退讓塊，提高其高溫退讓性。

（3）采用磷酸固化劑。因為磺酸類固化劑容易引起鑄件表面滲硫，在鑄件表面引起微裂紋，成為龜裂源。

（4）使用熱膨脹系數(shù)較小的造型材料，如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等。

（5）減薄砂芯（型）的砂層厚度，如采用中空砂芯。例如：某類閥門鑄件，僅僅通過減薄型芯砂層厚度，改變芯骨的連接方法，就消除了鑄件的熱裂缺陷。

（6）在易產(chǎn)生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施。

（7）采用能有效減少滲硫的涂料。

4、鑄件結(jié)構(gòu)方面

鑄件的形狀與尺寸，是由設(shè)計者決定的，生產(chǎn)方無法改變。但是，對于園角的大小，壁厚過渡處的處理等，可以與有關(guān)設(shè)計部門協(xié)商，按照鑄造生產(chǎn)要求作適當修改。

上述幾方面的因素對鑄鋼件熱裂都有影響，但對于某一具體鑄件，可能只有其中的部分因素是主要的。整理為word格式整理為word格式整理為word格式xiayaxi發(fā)表于2011-2-2111:29整理為word格式整理為word格式整理為word格式堿性酚醛樹脂砂在鑄鋼件生產(chǎn)中的應(yīng)用

一、前言

在鑄件生產(chǎn)過程中，造型制芯工藝占有十分重要的地位,它直接影響鑄件的質(zhì)量，生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率，資源利用及環(huán)境污染。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，世界貿(mào)易的不斷擴大，環(huán)境保護意識的增強，以及能源緊張、材料漲價等問題的日益嚴重，對鑄造生產(chǎn)和鑄件質(zhì)量提出了更高的要求。

為了適應(yīng)二十一世紀節(jié)能、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高效鑄造的需要，在鑄件生產(chǎn)中使用先進的造型制芯工藝是至關(guān)重要的。

先進的造型制芯工藝必須滿足下述的要求：1.造型制芯容易操作，型芯質(zhì)量穩(wěn)定。2.勞動環(huán)境好，對生態(tài)環(huán)境的污染小。3.生產(chǎn)的鑄件質(zhì)量好，鑄造缺陷少；具有較強的市場競爭力。4.生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高。5.最大限度地利用自然資源，節(jié)約能源。

山推鑄鋼公司的前身是山推股份公司下屬的鑄鋼分廠，由于環(huán)境污染的原因由市區(qū)內(nèi)搬遷到開發(fā)區(qū)的山推國際事業(yè)園內(nèi)。生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是工程機械推土機、挖掘機上使用的普通碳鋼鑄件和低合金鋼鑄件。在鑄鋼分廠時用的是Co2硬化水玻璃砂法造型制芯，在生產(chǎn)中存在型芯質(zhì)量不穩(wěn)定、鑄件表面容易粘砂、清砂困難、砂眼類缺陷多等問題，再生難，舊砂利用率僅為50-60%。鑄鋼件的質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有較強的市場競爭力。但國內(nèi)大多數(shù)的鑄鋼件生產(chǎn)采取的都是水玻璃砂法造型制芯；同時由于鑄鋼件僅在山推生產(chǎn)的推土機上使用，不存在銷售問題，不用考慮成本；因此一直使用水玻璃砂法造型制芯。其間針對上述問題也不斷的想辦法解決，但也是一直從改善水玻璃砂的性能方面著手，效果不是很理想。值此搬遷的機會，公司領(lǐng)導(dǎo)決定采用一種全新的造型制芯工藝來解決使用水玻璃砂工藝產(chǎn)生的許多問題。經(jīng)過多次的考察、論證，充分了解了國內(nèi)外鑄造業(yè)的發(fā)展動態(tài)，最后決定采用酯硬化堿性酚醛樹脂砂工藝。經(jīng)過了近三年的生產(chǎn)實踐，取得了令人比較滿意的結(jié)果：采用這種工藝造型制芯操作方便、氣味小、鑄件光潔、尺寸精度高、砂芯潰散性好，舊砂再生利用率達到85%，具有優(yōu)良的綜合性能。

二、堿性酚醛樹脂的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

堿性酚醛樹脂是由苯酚和甲醛在堿催化劑作用下合成的，它的固化劑為有機酯。堿性酚醛樹脂砂工藝早在1984年就在英國的鑄造工業(yè)中得到了應(yīng)用。經(jīng)過了二十多年的推廣應(yīng)用，現(xiàn)在發(fā)達國家的鑄鋼件生產(chǎn)使用堿性酚醛樹脂砂工藝的比較普遍，已經(jīng)是一種很成熟的工藝。生產(chǎn)中遇到的問題也越來越少，生產(chǎn)出的鑄鋼件質(zhì)量穩(wěn)定。使用這種工藝很容易就達到優(yōu)質(zhì)高效的目的，同時也滿足了環(huán)境衛(wèi)生和勞動保護方面的要求。反觀在國內(nèi)從八十年代末開始應(yīng)用，開始應(yīng)用的時間不算很晚，但是由于國內(nèi)對鑄鋼件的質(zhì)量要求不高,并且水玻璃砂的成本較低，堿性酚醛樹脂砂工藝沒有得到很好的推廣，還不能算是一種很成熟的工藝。因此國內(nèi)的鑄鋼件生產(chǎn)使用堿性酚醛樹脂砂工藝的也比較少，這也是國內(nèi)生產(chǎn)的鑄鋼件普遍質(zhì)量不好的原因之一。出口鑄鋼件占生產(chǎn)鑄鋼件的比例遠遠低于出口鑄鐵件占生產(chǎn)鑄鐵件的比例。

隨著世界貿(mào)易范圍的不斷擴大，許多發(fā)達國家在全球范圍內(nèi)采購鑄鋼件。但是由于我們國家生產(chǎn)的鑄鋼件普遍質(zhì)量不好，因此占有的市場份額有限?，F(xiàn)在如果我們積極推廣使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鑄鋼件，不僅使自己產(chǎn)品質(zhì)量能夠得到提升，爭強產(chǎn)品競爭力；同時可以大量出口帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

三、堿性酚醛樹脂砂在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

在實際應(yīng)用過程中，感覺到堿性酚醛樹脂砂工藝確實比水玻璃砂工藝先進的多。但是不可避免的也存在一些問題，由于國內(nèi)堿性酚醛樹脂砂工藝的應(yīng)用不是很成熟，因此有些問題從工具書上尋找不到解決的辦法，只好自己嘗試解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種問題。對于每個使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件的公司，由于生產(chǎn)鑄鋼件的種類重量以及實際生產(chǎn)條件的不同，同一個問題的解決辦法也不近相同。同樣有時一種問題有幾種解決的辦法，這時就需要根據(jù)自身的生產(chǎn)條件選擇最適合可行的，這樣即可以解決問題，同時又可以使得成本增加的最少。

下面就我們公司如何解決在實際應(yīng)用過程中遇到的一些問題做一下詳細的講解。這些問題的解決辦法是根據(jù)我們公司現(xiàn)有的生產(chǎn)條件制定出來的。有一些方法并不是最佳的，只能說是最適合我們公司生產(chǎn)的產(chǎn)品及生產(chǎn)條件。對其它鑄鋼件公司遇到的相同問題，我們公司的解決方法不一定適用，但也許能夠起到一定的借鑒，從而找出自己的解決辦法。

1.舊砂的再生利用率

根據(jù)相應(yīng)的資料顯示，日本習(xí)慣采用強力再生，樹脂殘留膜經(jīng)多次強力摩擦而剝落，再生回用率達90%。山推鑄鋼公司確定砂再生設(shè)備生產(chǎn)能力時，為了達到90%的再生回用率，采用了四級離心再生方式。最初回用率完全達到了90%，但是再生砂的使用強度低，作為背砂使用時經(jīng)常發(fā)生沉箱、塌箱的現(xiàn)象。經(jīng)過大量的實驗分析后發(fā)現(xiàn)，再生砂中粒形過細的砂及含塵量偏大，消耗一部分樹脂固化劑，從而影響砂型強度。后來對再生設(shè)備進行了改造。增強了去除粒形過細的砂及塵的效果，使得再生砂的使用強度得到了很大的提高，基本滿足了生產(chǎn)要求。這時的再生回用率是85%。由于我們公司使用的原砂是破碎擦洗砂，可能再生時對粒度的影響較大，因此感覺舊砂再生回用率在85%時，使用效果還算理想。由此得出的結(jié)論是：不能太過于追求舊砂再生回用率。原砂來源是破碎砂時，85%的再生回用率應(yīng)該是比較理想的。原砂來源是海砂時，再生回用率也許能更高一些。

2.影響樹脂固化劑加入量的幾方面因素

整理為word格式整理為word格式整理為word格式⑴.原砂的粒度：

原砂的粒度過于集中、偏細導(dǎo)致樹脂固化劑消耗增加。通過對不同粒度的組合進行對比試驗，將原砂粒度組成由原來的40/70目調(diào)整為30/70目，使得原砂的粒度組成相對分散、粗細搭配均勻，對樹脂固化劑加入量的降低起到了一定的作用。

⑵.再生砂的含塵量、灼減量：

再生砂的含塵量、灼減量的多少直接影響了使用時樹脂固化劑的加入量。樹脂固化劑加入量太多的話對再生效果也產(chǎn)生不好的影響，形成惡性循環(huán)。因此再生后的含塵量、灼減量越低越好。目前我們公司把再生砂的含塵量、灼減量控制在很低的范圍以內(nèi)，滿足正常生產(chǎn)使用時需要加入的樹脂固化劑的量不是很高，基本上處于一種穩(wěn)定的循環(huán)狀態(tài)。

3.砂溫與環(huán)境溫度的差異對生產(chǎn)的影響

在冬季生產(chǎn)的時候，如果砂溫與環(huán)境溫度的溫差超過15整理為word格式整理為word格式整理為word格式℃，將導(dǎo)致砂型的硬化速度不一樣，容易導(dǎo)致沉箱砂眼等缺陷。所以應(yīng)該盡量使砂溫與環(huán)境溫度保持一致。如果做不到一致，也應(yīng)該使砂溫與環(huán)境溫度的差異保持在15℃以內(nèi)。

4.固化劑配比的準確性

堿性酚醛樹脂砂工藝其中一個比較大的優(yōu)點是不需要改變樹脂固化劑的加入量，根據(jù)溫度的變化改變不同固化劑的對比就可以實現(xiàn)固定的可使用時間和起模時間。我們公司目前主要使用圣泉公司提供的樹脂和固化劑，固化劑有快速、中速、慢速三種型號。根據(jù)一年四季的砂溫的變化，需要不斷調(diào)整三種固化劑的對比。因為我們公司有兩條造型線，一線上的混砂機是進口意大利IMF公司的，二線的混砂機是國產(chǎn)的。通過兩條線的生產(chǎn)情況發(fā)現(xiàn)了一些差異：意大利IMF公司生產(chǎn)的混砂機具有自動調(diào)節(jié)功能，使用起來使得固化劑的快慢對比能夠與砂溫準確的適應(yīng)，從而使得一線生產(chǎn)運轉(zhuǎn)正常穩(wěn)定。國產(chǎn)的混砂機普遍沒有自動調(diào)節(jié)固化劑快慢對比的功能，使得固化劑的快慢對比不能很好地與砂溫適應(yīng)，手動調(diào)節(jié)比較麻煩，而且也不很準確--可使用時間、固化速度不穩(wěn)定，對砂型強度有影響。通過07年的山東鑄協(xié)會議了解到圣泉公司開發(fā)了一種“A+B+C”固化劑自控儀，自控儀可根據(jù)砂溫的變化自動調(diào)節(jié)固化劑配比，可實現(xiàn)在砂溫變化下固化速度基本穩(wěn)定。通過與圣泉公司的聯(lián)系交流，在圣泉公司的積極配合下已安裝完成，目前正在使用中，二線的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)也正常穩(wěn)定。

5.使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件容易出現(xiàn)的一些質(zhì)量問題

整理為word格式整理為word格式整理為word格式⑴.再生砂的使用對鑄鋼件質(zhì)量的影響：

適合鑄鋼件生產(chǎn)的幾種砂工藝中，堿性酚醛樹脂砂最大的優(yōu)點是可再生回用，使用得當可以有效地降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。與水玻璃砂工藝相比，堿性酚醛樹脂砂工藝不容易產(chǎn)生粘砂、砂眼缺陷。但是如果對堿性酚醛樹脂砂使用不當，同樣容易產(chǎn)生粘砂、砂眼缺陷。一般情況下，舊砂再生后混入一定量的新砂完全可以當作新砂使用。但是對于某些散熱性較差的產(chǎn)品則最好用新砂當面砂使用。因為一般情況下砂芯形成的鑄鋼件部位散熱效果都不好，所以制芯全部使用新砂。因為樹脂砂發(fā)熱量大，必須使用涂料刷涂，才能夠有限防止粘砂、砂眼等缺陷的大量產(chǎn)生。有的產(chǎn)品甚至需要用涂料刷涂2-3次。

⑵.樹脂砂發(fā)熱量大對鑄鋼件質(zhì)量的影響：

由于樹脂砂的發(fā)熱量大，在鑄造過程中會增大鑄鋼件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中有拐角的地方的熱節(jié)。如果拐角處半徑尺寸小的話，很容易產(chǎn)生裂紋、表面縮松、粘砂等缺陷。針對這類問題可以有好幾種解決方法。一是適當增大拐角處半徑尺寸；二是使用外冷鐵；三是可在拐角處使用散熱效果好的鋯砂或鉻礦砂當面砂使用；以及其它的解決方法。以上方法都在使用，有的時候是多種方法同時使用，以達到消除缺陷的目的。

整理為word格式整理為word格式整理為word格式⑶.樹脂砂的熱塑性對鑄鋼件質(zhì)量的影響：

我們公司生產(chǎn)的鑄鋼件中有許多挖掘機上使用的軸座類產(chǎn)品，在最初的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問題：一是軸孔加工后發(fā)現(xiàn)表面裂紋；二是鑄件內(nèi)腔尺寸普遍偏大，有些尺寸偏大已嚴重影響了產(chǎn)品在挖掘機上的使用。經(jīng)過分析分析是砂芯的退讓性差造撐的。同樣的針對裂紋問題可以有幾種解決方法。一是在芯砂中加入一定量的填充物；二是使用退讓性好的Co2硬化的樹脂砂；三是使用覆膜砂制做殼芯；以及其它的解決方法。這幾種方法都在使用，效果都不錯。針對尺寸偏差問題就只能是局部增加工藝補正量，也較好的解決了問題。

任何一種工藝在實際生產(chǎn)使用中，都會產(chǎn)生許多問題。有很多問題只要積極地去解決，都能夠找到解決的方法。我們公司使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件已經(jīng)將近三年了，在期間碰到了許多問題，也解決了很多問題。其它使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件的公司肯定也碰到了許多問題，相信有些問題的解決方法比我們公司的更好更合理。以上只是我們公司的一家之言，希望能夠起到拋磚引玉的作用，使得其它公司也把自己的先進經(jīng)驗?zāi)贸鰜碜尨蠹覍W(xué)習(xí)借鑒。我們可以通過山東省鑄協(xié)安排的各種活動，多在一起進行交流，相互學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗，為了國內(nèi)的堿性酚醛樹脂砂工藝的完善盡一點微薄之力。努力地把堿性酚醛樹脂砂工藝在國內(nèi)的應(yīng)用推廣開來，讓國內(nèi)生產(chǎn)的鑄鋼件質(zhì)量得到普遍的提高，使得國內(nèi)的鑄鋼件生產(chǎn)具有更加廣闊的前景頁:[1]樹脂砂工藝

第一章/概論

1—1自硬呋喃樹脂砂的概念

自硬呋喃樹脂砂的命名來源于英語的FuranNo-Bake

process，它表示以呋喃樹脂為粘結(jié)劑，并加入催化劑混制出型砂，不需烘烤或通硬化氣體，即可在常溫下使砂型自行固化的造型方法。通常被簡稱為“冷硬樹脂砂”，甚至“樹脂砂”。以下介紹兩個基本概念。

一、呋喃樹脂的概念

由碳原子和其它元素原子(如O、S、N等

)共同組成的環(huán)叫做雜環(huán)、組成雜環(huán)的非碳原子叫雜原子。含有雜環(huán)的有機化合物叫做雜環(huán)化合物。所謂“呋喃”，是含有一個氧原子的五員雜環(huán)有機化合物，它是表示一族化合物的基本結(jié)構(gòu)總稱。在呋喃系中不帶取代基的雜環(huán)作為母體，叫做“呋喃”，它的衍生物則根據(jù)母體來命名。呋喃本身在互業(yè)上并無什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，卻是互業(yè)上的重要原料，它們是最重要的呋喃衍生物，糠醛學(xué)名叫α——呋喃甲醛，糠醇學(xué)名叫呋喃甲醇。它們的分子結(jié)構(gòu)如下：含有糠醇的樹脂稱為呋喃樹脂。作為鑄造粘結(jié)劑用的呋喃樹脂一般是用糠醇(FA)與尿素、甲醛或苯酚等縮合而成的,如尿醛呋喃樹脂（

UF/FA）、酚醛呋喃樹脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃樹脂（UPF－FA)和甲醛——糠醇樹脂(F/FA)等。

二、呋喃樹脂的硬化機理

根據(jù)呋喃樹脂的組成不同，分別可以通過加熱、通入硬化氣體或添加酸催化劑等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）的呋喃樹脂一般糠醇含量都超過

50%。其硬化機構(gòu)很復(fù)雜，現(xiàn)在還未完全弄清楚，但基本的樹脂化反應(yīng)包括了糠醇的第一醇基和呋喃環(huán)的第五位氫之間的脫水縮合，此外呋喃環(huán)的斷裂生成乙酰丙酸，第一醇基間脫水生成醚和醛等等的反應(yīng)。圖

1－1為呋喃樹脂粘結(jié)劑的成分和代表性的呋喃自硬樹脂結(jié)構(gòu)的一例。

•初期階段整理為word格式整理為word格式整理為word格式

1—2

自硬呋喃樹脂砂的優(yōu)缺點

一、自硬呋喃樹脂砂具有以下優(yōu)點：

1．鑄件表面光潔、棱角清晰、尺寸精度高。

這是由于樹脂砂造型可以排除許多使型（芯）變形的因素。如：（1）型砂流動性好，不需搗固機緊實，減少了模樣（芯盒）的傷損和變形；（

2）砂型（芯）固化后起模，減少了因起模前松動模樣和起模時碰壞砂型（芯）引起的變形；（3）無需修型，減少了修型時引起的變形；（

4）無需烘烤，減少了因烘烤造成的鑄型（芯）變形；（

5）鑄型強度高、表面穩(wěn)定性好，故芯頭間隙小、分型負數(shù)小，減少了下芯、配模過程中鑄型的破損和變形，保證了配模精度；（

6）鑄型（芯）硬度高，熱穩(wěn)定性好，可以有效地抵御澆注時的型壁退讓、遷移現(xiàn)象，減少了鑄型的熱沖擊變形（如脹砂等）；（

7）型砂的潰散性好，清理、打磨容易，從而減少了落砂清鏟修整工序中對鑄件形狀精度的損害。

綜上所述，由于在各個工序中都最大限度地排除了影響鑄型、鑄件變形和損壞的因素，所以樹脂砂鑄件的鑄件表面質(zhì)量、鑄件幾何尺寸精度方面比粘土烘模砂可以提高

1—2級，達到CT7-9級精度和1－整理為word格式整理為word格式整理為word格式2mm/600mm的平直度，表面粗糙度更大有改觀。

2．造型效率高，提高了生產(chǎn)率和場地利用率，縮短了生產(chǎn)周期。

這是由于（1）、型砂流動性好，不需搗固機緊實，節(jié)省了大量的搗固工作量，使造型操作大為簡化；

(2)鑄型強度高，節(jié)約了起模后修型工作量；（3）型（芯）上醇基涂料點干后可省去烘干工序，節(jié)約了工時和場地；

(4)舊砂回收后干法機械再生，使砂

處理為封閉系統(tǒng)，便于機械化，可以節(jié)約大量舊砂處理，型砂混制、運輸?shù)容o助勞動；（5）型砂的潰散性好，落砂容易，修整工作量少、（

6）節(jié)約了一些造型（芯）前的準備工作量。如插芯固等。

根據(jù)一般統(tǒng)計，用自硬呋喃樹脂砂代替粘土烘模砂后，生產(chǎn)效率可提高40—100%，單位造型面積產(chǎn)量可提高20—50%。

3．減輕勞動強度，大大改善了勞動條件和工作環(huán)境，尤其是減輕了噪音、矽塵等，減少了環(huán)境污染。

4．節(jié)約能源。這表現(xiàn)在取消了烘窯和水力清砂，提高了鐵水成品率，大大降低了壓縮空氣消耗，從而在節(jié)水、節(jié)電、節(jié)煤（焦）等方面效果顯著。

5．樹脂砂型(芯)強度高(含高溫強度高

)、成型性好、發(fā)氣量較其它有機鑄型低、熱穩(wěn)定性好、透氣性好，可以大大減少鑄件的粘砂、夾砂、砂眼、氣孔、縮孔、裂紋等鑄件缺陷，從而降低廢品率，可以制造出用粘土砂難以做出的復(fù)雜件、關(guān)鍵件。

6．舊砂回收再生容易，可以達到90—95%的再生回收率。在節(jié)約新砂、減少運輸、防止廢棄物公害等方面效果顯著。

二、自硬呋喃鑄型有一些缺點，應(yīng)采取相應(yīng)對策。

1．對原砂要求較高，如粒度、粒形、SI02含量、微粉含量、堿金屬鹽及粘土含量等都有較嚴格要求；

2．氣溫和濕度對硬化速度和固化后強度的影響較大；

3．與無機類粘結(jié)劑的鑄型相比，樹脂砂發(fā)氣量較高，如措施不當，易產(chǎn)生氣孔類缺陷；

4．由于硬化機理是脫水縮合型，故硬化反應(yīng)需一定時間，模樣的周轉(zhuǎn)率較低，不易適應(yīng)于大批量鑄件的生產(chǎn)；

5．與粘土砂相比，成本仍較高；

6．對球鐵件或低C不銹鋼等鑄件，表面因滲硫或滲碳可能造成球化不良或增碳，薄壁復(fù)雜鑄鋼件上易產(chǎn)生裂紋等缺陷；

7．澆注時有剌激性氣味及一些有害氣體發(fā)生，CO氣發(fā)生量較大，需有良好的通風(fēng)條件。

1—3自硬呋喃樹脂砂的發(fā)展概況

呋喃樹脂最早作為鑄型用粘結(jié)劑是1958年在美國開始使用的，當時是作為熱芯盒

粘結(jié)劑使用的。把它作為自硬性鑄型進行研究是1963年－1971年在英國進行的。

這個期間從基礎(chǔ)研究到生產(chǎn)大鑄件都作了扎實的實用化研究。其結(jié)果，報導(dǎo)了用少量粘結(jié)劑能獲得很高的強度，鑄型潰散性好，鑄件尺寸精度高，生產(chǎn)效率提高等一系列優(yōu)點。為獲得今天這樣的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在歐美，70—80年代是自硬呋喃砂取得飛躍發(fā)展的時期。在日本將自硬呋喃砂用于生產(chǎn)一般鑄件是從1973年開始的，約十年左右，全國多品種小批量的中、大鑄件生產(chǎn)中有一大半過渡到用自硬呋喃鑄型來生產(chǎn)。這種發(fā)展趨勢至今方興未艾，盡管其他有機自硬鑄型開發(fā)了更多種類，然而現(xiàn)在占首位的仍然是自硬呋喃樹脂砂。在我國，七十年代開始研究自硬樹脂砂，但僅限于個別廠家和研究單位搞試驗。從八十年代初，尤其是1982年以后，隨著改革開放政策的貫徹，我國與國外合作生產(chǎn)的工廠增多，不少合作生產(chǎn)的外國廠家都對鑄件生產(chǎn)提出來用自硬樹脂砂的要求，否則無法合作。對國內(nèi)來說，以出口產(chǎn)品為主，對鑄件質(zhì)量的要求也越來越高。于是在這種社會生產(chǎn)發(fā)展的新形勢下，在國外樹脂砂熱的推動下，迫使我國廣大鑄造工作者們認識到應(yīng)用自硬樹脂砂是造型工藝上的一場革命，是提高鑄件和機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑，是振興鑄造行業(yè)改變后面貌的必由之路，是機械產(chǎn)品躍入國際市場的基本保證。因此八十年代我國鑄造生產(chǎn)戰(zhàn)線上形成了“樹脂砂熱”。由于自硬樹脂砂最適合于多品種小批量的中大鑄件生產(chǎn)，所以機床行業(yè)、水泵行業(yè)、閥門行業(yè)和造船、石化等行業(yè)在樹脂砂推廣應(yīng)用中走在最前面。迄今為止，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已引進樹脂砂處理生產(chǎn)線不下五十家，國內(nèi)有三大鑄機廠（重慶、保定、漯河）已正式生產(chǎn)成套樹脂砂設(shè)備。另外，生產(chǎn)原輔助材料的廠家遍布各省，原輔助材料的質(zhì)量進步很快，有些已接近或達到國外同類產(chǎn)品的水平。事實表明用樹脂砂工藝取代粘土烘模砂生產(chǎn)多種小批量中大鑄件是今后國內(nèi)鑄造業(yè)界的發(fā)展方向之一。整理為word格式整理為word格式整理為word格式

第二章自硬呋喃樹脂砂的原輔材料

組成自硬呋喃樹脂砂的主要原材料有作為型砂骨料的原砂，作為粘結(jié)劑用的呋喃樹脂，作為催化劑用的酸類固化劑和作為添加劑的硅烷偶聯(lián)劑等，樹脂砂造型中必須的輔助材料有涂料、脫模劑、粘合劑、澆口陶管、分型劑等。原輔材料的好壞對樹脂砂鑄件質(zhì)量的影響很大，本章對以上主要原輔材料作一簡單介紹。

2—1原砂

一般仍選用天然石英砂。對于部分高合金鋼鑄件或特殊需要的情況下，也有選用鉻

礦砂或鋯砂等特殊骨料的。這里我們主要討論樹脂砂對石英砂的要求。

一、礦物成分與化學(xué)成分

原砂的主要礦物成分是石英（即SiO2）、長石和云母，還有一些鐵的氧化物和碳化物。石英比重2.55，莫氏硬度七級，熔點

整理為word格式整理為word格式整理為word格式1713℃，具有耐高溫、耐磨損等優(yōu)點。若原砂中石英（SiO2）含量高，則原砂的耐火度和復(fù)用性都好。

長石是鋁硅酸鹽，常見的有鉀長石（K2O、AI2O3、SiO2）鈉長石（Na2O、AI2O3SiO

2）和鈣長石（2CaO、AI2O3、SiO2）,長石比重2.54-2.76,莫氏硬度6－6.5級，熔點1100－

1250℃，因其熔點低、硬度低、不耐磨、易粉碎，會降低樹脂砂的復(fù)用性和耐火度。

云母是種含鋁硅酸鹽，有黑白云母之分，白云母的成分為（3AI2O3、6SiO2、H2O）。云母的熔點為1145－

1270℃整理為word格式整理為word格式整理為word格式16.3Kg/Cm2。

原砂的粒形不僅影響樹脂砂加入量，同時還影響到樹脂砂的流動性及緊實程度，砂粒表面空洞裂紋不僅無效消耗樹脂，而且砂粒易碎，影響復(fù)用性及粒度保持性。整理為word格式整理為word格式整理為word格式

三、粒度分布及微粉含量

粒形相同的原砂，以粒度較粗的總表面積小，樹脂用量少，透氣性好，耐火度高。粗砂的缺點是抗機械粘砂能力低。一般多選用30/50目、

40/70目為宜，為提高綜合性

能，本廠采用30/70目的多篩號分布的砂。

微粉及含泥量嚴重惡化樹脂砂性能。由于微粉表面積很大，消耗樹脂及固化劑影響透氣性及強度，原砂中的泥份中堿土金屬含量較高，據(jù)介紹細粉狀比粒狀耗酸值要大

3—10倍。一般要求原砂含泥量應(yīng)小于0.3%。

四、含水量

樹脂砂的硬化是放熱反應(yīng)，原砂含水量嚴重影響樹脂的固化強度與固透性，實驗證明，含水量由0.2%升高到0.4%，型砂的抗拉強度可從

13.2kg/cm2降低到8.6kg/cm2，固化時間也從30分鐘延長到70分鐘。國外一般要求原砂含水量小于

0.1%，國內(nèi)一般要求小于0.2%。所以對樹脂砂用原砂應(yīng)進行干燥處理。

五、PH值與耗酸量

原砂的

PH值對樹脂砂的固化速度及終強度有一定的影響，由于樹脂是在酸催化劑作用下脫水縮合固化的，故當原砂堿性較強時，需耗費額外的酸固化劑。。砂的

PH值一般為6.5－7.2，若使用海砂時，PH值為9左右，耗酸量可達17以上，其中貝殼和CaCO

3的耗酸量遠遠超過了其它物質(zhì)，不易固化，需經(jīng)過淡水沖洗或擦洗，擦磨處理。前面也談到,原砂中SiO

2含量減少時，長石、云母和其它雜質(zhì)會增加，長石和云母兩種礦物中都含有堿金屬化合物Na2O、K2O，鈣長石和其它一些雜質(zhì)中則含有

CaO、MgO等，都是增加耗酸量的成分。因為原砂中含有某些不溶于水的堿性物質(zhì)，所以砂不采用簡單的PH值實驗，而采用耗酸量實驗。

使用再生處理砂時，由于新砂加入量少，耗酸量的影響較輕，但對于全部采用新砂的樹脂砂，耗酸量的影響則不可低估一般應(yīng)控制在5以下。

綜上所述，樹脂砂對原砂的要求十分嚴格，國外特別重視樹脂砂的原砂選用和處理。如日本寧可從遙遠的澳大利亞運砂國內(nèi)目前比較適合于樹脂砂用的原砂有大林水洗砂，星子擦磨砂、東山沉積砂、平潭沉積砂等。表

2—1列舉了一些樹脂砂用原砂的性能。

表2—1國內(nèi)幾種樹脂砂用原砂的性能

生產(chǎn)廠家

名稱

粒度、粒形

SiO2含量%

含泥量%

耗酸值ml

用途

星子型砂礦

擦磨砂

S24/45（○-□）

96.56

≤0.1

<4.5

鑄鐵

S28/55（○-□）

96.41

≤0.1

<4.5

鑄鐵

S45/75(○-□)

94.89

≤0.15

<4.5

鑄鐵

大林型砂廠

水洗砂

55/100(○)

90.45

0.3

3.36

鑄鐵

45/75（○）

95.25

0.1

鑄鐵

75/150（○）

88.51

0.5

鑄鐵

平潭精選硅砂廠

沉積砂

2S30/50（○-□）

96.02

0.3

3.45

鑄鐵

3S50/100（□-○）

95.86

0.3

3.62

鑄鐵

1S40/70（□）

97.15

0.2

0.42

鑄鋼、高級鑄鐵

1S50/100（□）

97.10

0.2

0.44

鑄鋼、高級鑄鐵

2—2再生砂

對澆注后的樹脂砂經(jīng)砂塊破碎后的砂粒，通過機械摩擦等方法將其表面殘留的固化樹脂層去掉一部分的處理叫樹脂砂有再生處理。使用再生砂有重要的經(jīng)濟意義，同時對鑄件質(zhì)量有一定好處。以下介紹再生砂幾項主要性能。

一、粒度變化

舊砂反復(fù)再生回用后，在粒度變化上存在變粗和變細的兩種因素。前者是因為除塵去掉一部分細粒及微粉，砂粒表面殘存有機物固化層等等；后者是因為砂粒的破碎等。總的來說當原砂耐破碎強度較好，二種因素基本可以抵銷，使粒度分布變化不大。

二、灼燒減量

所謂灼燒減量（

LOI）是砂中有機物殘留量的一種度量。舊砂回用中，每次混砂后有粘結(jié)劑積累，但澆注和再生以及加入新砂都可“沖淡”有機物殘留量的比例，通過

10次以上的反復(fù)回用，可使舊砂中的灼燒減量穩(wěn)定在一定的水平上，即這時每次加入的粘經(jīng)劑量與澆注、再生、新砂所減少的粘結(jié)劑量相平衡。這時的灼燒減量稱為再生砂的灼燒減量

PK則：

其中B——每次混砂時粘結(jié)劑的加入量（樹脂和固化劑）

R1——新砂添加量（%）

R2——澆注時燃燒去膜率（%），取決于砂鐵比S/M

R3——再生去膜率

灼燒減量與鑄型發(fā)氣量成正比，所以灼燒減量高，則鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷。對鑄鐵件，一般要將再生砂灼燒減量控制在3.0—

3.5%以下。鑄鋼則要求在2.5以下。

三、微粉含量

這也是監(jiān)測再生砂的主要指標，微粉除了破碎的砂粒以外最主要的有再生時剝下的樹脂膜及涂料成分、燃燒過的有機物灰塵，將大大增加灼減量、降低強度、影響透氣性，所以再生砂必須通過風(fēng)選或篩分，將微粉含量（底盤）控制在

0.3%以下。

四、其他

再生砂與新砂相比，耗酸量大大降低，甚至呈負值。由于石英經(jīng)過澆注時的多次α

β相變，以及表面的殘留樹脂的緩沖作用，其熱膨脹系數(shù)有所降低，有助于減輕鑄件機械粘砂及脈紋。使用同樣的樹脂，再生砂也比新砂的強度高，再生砂的水分含量也很低。相反含氮量將會增加。整理為word格式整理為word格式整理為word格式

2—3呋喃樹脂

一、呋喃樹脂的分類

1、按樹脂組成分類

名稱

代號

組成

脲醛—糠醇樹脂

UF/FA

由尿素、甲醛、糠醇縮合而成

酚醛—糠醇樹脂

PF/FA

由苯酚、甲醛、糠醇縮合而成

酚脲醛—糠醇樹脂

UF/PF/FA

由尿素、苯酚、甲醛和糠醇縮合而成

甲醛—糠醇樹脂

F/FA

由甲醛、糠醇聚合而成

2、按糠醇含量分級（UF/FA）

級別

FA含量%

含N量%

高呋喃樹脂

>80—100

0—3

中呋喃樹脂

>60—80

2—3

低呋喃樹脂

>40—60

5—11

3、按含氮量分級

名稱

含N量（%）

無氮樹脂

<0．30

低氮樹脂

0．30-3．0

中氮樹脂

>3．0—6．0

高氮樹脂

>6．0

二、主要技術(shù)參數(shù)

1、糠醇含量

用酸作催化劑的呋喃樹脂，含糠醇量一般在50%以上。最常用的是脲醛糠醇樹脂。隨著糠醇含量的提高，常溫強度增大,強度最高，當FA量為

70—80%時，常溫強度最高。對于高溫性能而言，隨糠醇含量的增加，呋喃砂的熱強度也相應(yīng)提高。從圖2—1所繪制的曲線可以看出，在

整理為word格式整理為word格式整理為word格式815℃時，不含糠醇的脲醛樹脂，其呋喃砂的殘留抗壓強度約3.5Kg/cm2，在1371

3、游離甲醛

自硬呋喃樹脂合成時，甲醛用量對呋喃樹脂的性能有很大影響。有資料介紹，樹

脂中甲醛與尿素的克分子比一般在1.5—2.5，當克分子比為

1.8時型砂強度最高。隨著甲醛比例增加，樹脂中游離甲醛明顯增加，硬化速度也加快。但樹脂中游離甲醛刺激性氣味大，對人體健康不利，因此要求游離甲醛含量小于

0.5-1.0%。我國衛(wèi)生頒布的“衛(wèi)生企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準”（TJ36-79）中規(guī)定車間空氣中有害物質(zhì)甲醛的最高允許濃度為3mg/m

3。

4.粘度

樹脂粘度大小對樹脂消耗量及混砂均勻性影響很大，如果樹脂粘度太大，則原砂表面包復(fù)層就較厚，加入量低時不易均勻，這在連續(xù)式攪籠混砂機的情況下更顯得重要，一般呋喃樹脂的粘度應(yīng)小于

100CPS，攪籠用的粘度最好小于50CPS（整理為word格式整理為word格式整理為word格式25℃）糠醇含量提高可使樹脂粘度降低。

5.PH值

樹脂的反映過程中，PH值也是影響粘度的因素。若PH值過低，反映強烈，使樹脂粘度增大，故PH值不宜太小，另外，

PH值低時，樹脂固化程度較快，但終強度受一定影響，且樹脂的存放期也將縮短.一般呋喃樹脂的PH值取6.5-7.5為宜.

6.含水量

自硬樹脂的含水量有一定限制,含水量多會降低樹脂的粘度和型砂的固化速度,還影響型砂的終強度及固透性,甚至影響鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷

.另外水分還會促使加入樹脂中的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生水解失效.所以自硬樹脂的含水量在技術(shù)質(zhì)量標準中有規(guī)定,一般高呋喃樹脂應(yīng)不大于

2%,中呋喃樹脂不大于5%,低呋喃樹脂不大于10%.

國內(nèi)自硬呋喃樹脂近年來發(fā)展較快，表2—2列舉了一些主要的樹脂廠和所產(chǎn)樹脂的技術(shù)參數(shù)及性能。

表2—2國內(nèi)自硬呋喃樹脂一覽表

生產(chǎn)廠

樹脂型號

外觀

粘度（20

情況下，為防止鑄件表面滲

S而少量采用磷酸，一般再生回用砂不采用磷酸做固化劑；硫酸的腐蝕性強，配制時也有一定危險，雖然固化速度快，但終強度不高，也有在砂中蓄積的問題，只有在一次性使用的自硬砂中，而且氣溫太低時才使用。一般都是用有機酸坐固化劑。

對甲苯磺酸是白色結(jié)晶粉末，溶于水或酒精中使用，根據(jù)其酸值和濃度的不同，一般適合于春、夏、秋季使用，二甲苯黃酸則適應(yīng)性更強，根據(jù)其酸值和濃度的不同，一年四季都可使用。固化劑的技術(shù)參數(shù)主要有酸值、游離硫酸含量、粘度等。表

2-3列出了國內(nèi)一些主要商品固化劑的技術(shù)參數(shù)性

2-5偶聯(lián)劑—硅烷

硅烷在樹脂中主要是起加強作用。通過硅烷分子Si（OCII2）3基因，在一定條件下，它能與砂粒表面的

基產(chǎn)生縮合作用，釋放出甲醇，形成硅氧鍵，這樣硅烷與沙?！斑B接”起來，另一端環(huán)氧基遇酸以后，環(huán)被打開，它與樹脂分子的活性基因反映連接起來，這樣無機物的沙粒和有機物的樹脂之間通過硅烷的架橋作用被偶連起來了。因此樹脂對硅砂（砂粒）表面的附著強度大大提高了，所以樹脂自硬砂的使用機械強度也隨之提高了。這種增強作用在低粘度的高糠醇樹脂中更為明顯。整理為word格式整理為word格式整理為word格式

國內(nèi)用于自硬樹脂砂的硅烷偶連劑主要有以下三種硅烷衍生物：

表2-3國內(nèi)固化劑一覽表

生產(chǎn)廠

型號

外觀

總酸度%

（以硫酸計）

游離硫酸

%

粘度(25℃）

厘泊

使用季節(jié)

衛(wèi)東化工廠

FFD-GO3

深棕色油狀液體

25.0-27.0

10.0以下

秋、冬、春

FFD-GO4

深棕色油狀液體

18.5-21.0

1.5以下

春、夏、秋

FFD-GO7

25-27

4以下

低溫、高溫

FFD-GO6

29-31

10以下

低溫、高溫

FFD-GO9

棕色油狀

26±1.5

3.5±1.0

60-80

低溫、高溫

東風(fēng)化工廠

PT-1

白色或灰白色晶體

≥23

≤2

10℃以上夏秋

PT-2

白色或灰白色晶體

≥30

≤10

10～-15℃冬春

XY-1

淺棕色液體

≥23

≤2

10整理為word格式整理為word格式整理為word格式

從溶劑上分，涂料有水基、醇基兩大類。醇基涂料可以省去烘窯，提高效率和面積利用率，水基涂料則成本低，樹脂不會過燒，涂層質(zhì)量高（流平性及涂層厚度好）。從耐火骨料主體來分，有黑色系、白色系（淺色涂料），目前看來，對鑄鐵件而言，以石墨為主的黑色涂料仍是性能最好的。至少面層涂料應(yīng)使用石墨涂料，但需添加皓英粉以提高耐火度；粉料細度均應(yīng)細于

325目，以便于底層涂料有一定滲透深度，防止?jié)B鐵和脈紋。

從制備方法上說，用球磨機甚至膠體磨混制涂料是目前較流行的。表2－4為臨安造型材料廠生產(chǎn)的幾種鑄鐵涂料的主要性能：

表2－4幾種鑄鐵涂料性能

型號

密度

溶劑粘度

懸浮性％

24小時

發(fā)氣量

mL/g

急熱

抗裂性

PH值

LD-101

1.3-1.4

乙醇7－8

97

≤20

無裂紋

8－9

LD102

1.3-1.5

水7－8

97

≤15

無裂紋

8－9

•脫模劑

樹脂砂型（芯）的起摸是在砂型（芯）初步硬化后進行的，不象粘土砂那樣可以松動一下模樣。加上樹脂，固化劑對模樣有一定的附著力或粘砂現(xiàn)象，所以如果不在模樣上涂適當?shù)拿撃瑫o起摸造成很大的困難，模樣容易被拉壞，型腔或型芯表面也會造成不光潔，較難修補，直接影響鑄件尺寸精度和粗糙度，甚至造成粘砂或砂眼。整理為word格式整理為word格式整理為word格式

本廠研制的ZLX—

1型樹脂砂脫模劑為不然性銀色液體，易涂自干，離型性好，一次涂刷可耐用數(shù)十次，薄膜均勻且不蓄積，不影響模型尺寸精度，涂刷面積達6—

10M2/Kg，光亮銀色還可防止漏涂，可普遍使用于木模、金屬模、塑料模等。

•鑄型修補膠粘