自硬呋喃树脂砂
自硬呋喃树脂砂在高铬铸铁生产中的应用
陈木林
（湖北黄石东帆泵业有限公司湖北黄石 435006）
摘要：介绍了自硬呋喃树脂砂在高铬合金铸铁生产中的实际应用。从原材料的选取，树脂砂的制备工艺，到采用该砂进行造型制芯的操作要点均作了较为详细的阐述。实践证明，采用自硬呋喃树脂砂生产高铬铸铁泵类过流件，可较好地满足其尺寸精度、表面光洁度要求，能有效地克服裂纹等铸造缺陷的产生。
关键词：自硬呋喃树脂砂高铬合金铸铁
Application of Self-setting Furan Resin Sand
to High-chromium Iron Casting Production
CHEN Mu-lin
(Hubei Huangshi Dongfan Pump Industry Ltd.Co, Huangshi 435006, China) Abstract: The application of self-setting furan resin sand to high-chromium iron casting production has been discussed. In this paper the casting technique, in clouding the material choosing, resin sand preparation technology, operating rules of resin sand molding and coremaking, has been introduced. The production result shows that the casting size precision and surface smooth finish was increased and the crack defect was eliminated.
Key words: self-setting furan resin sand; high-chromium iron casting
自硬呋喃树脂砂具有良好的工艺性能，在铸造生产中得到了广泛地应用，特别是在铸钢和普通灰口铸铁中应用较多，在高铬合金铸铁件生产上的使用则相对较少，结合生产实践，本文予以介绍。
1概况
1997年以来，我矿与清华大学合资成立泵业公司，专门从事开发生产新型固液两相流耐磨渣浆泵。泵用过流件材质大多为高铬铸铁，而高铬铸铁属高合金铸铁，铸造性能不同于一般普通铸铁和铸钢，其熔化和浇注温度高、收缩率大、导热性差、且在浇注过程中极易产生高熔点合金结膜而挂渣，另外，过流件自身尺寸精度和表面光洁度要求较高，采用普通粘土石英干型（芯）砂铸造时，铸件质量难以达标。经实践，采用自硬呋喃树脂砂造型制芯后，泵过流件质量明显改善，铸件一次合格率提高10~15%。
2原材料的选择
与普通粘土砂相比，自硬树脂砂具有其工艺上的特殊性，对所用原材料要求较高，因此，应合理选材。
2.1 原砂的选择
树脂砂对石英原砂的要求较高，除了对化学成份有要求外，还必须严格控制含泥量、含水量、颗粒组成等，必要时，还应对酸耗值、表面状况、颗粒形状等指标进行控制。我们所选原砂的主要性能如下表1：
2.2 树脂的选择
目前，呋喃树脂是我国应用较广的铸造树脂，其品种较多，选择余地大，根据泵类过流件的型芯结构及高铬合金铸铁的铸造工艺要求，并考虑本地气候条件，选择了高温强度和抗湿性均较好，氮和游离甲醛含量均适中的FFD—121改性呋喃树脂，其各项性能指标见表2。
2.3 固化剂的选择
固化剂对树脂砂的重要性不亚于树脂，从控制硬化过程来看，它有决定作用。
常用固化剂有对甲苯磺酸、苯磺酸、磷酸等及其混合物，使用较多的是对甲苯磺酸。
在相同条件下，使用不同的酸，树脂砂的硬化速度则不相同，对甲苯磺酸在有机酸中酸性较弱，
硬化速度缓慢，适用于高温天气和复杂型芯的手工
操作。
结合本地实际及生产条件，我们选用了固化速度缓和、型（芯）砂可使用时间长、固化后强度高、保持高强度时间长的对甲苯磺酸，其质量指标如下表3。
2.4 偶联剂的选择
用树脂作粘结剂时，粘结膜是树脂发生交联反应的产物，是有机的，对无机的SiO 2砂粒表面附着不牢，而且它又很脆，量也不多，树脂砂的破断一般都是以附着破裂为主，加入偶联剂硅烷后，通过化学键加强了树脂与砂粒间的结合，有效地改善了树脂粘结膜对砂粒表面的附着力，能成倍地提高树脂砂的强度。
树脂砂所用偶联剂的品种较多，可选择KH —550、KH —560、KH —570等。
3 树脂砂的制备
3.1 配方的确定
树脂和固化剂的加入量对树脂砂性能的影响很大，其适宜的配比范围和组合，一般应根据所用材料、季节和型芯性能要求等情况，通过型试手段，用正交试验法得出。 3.1.1 树脂加入量的确定
随着树脂加入量的增加，型芯砂的强度显著增加（参见图1），当超过一定值后，使得树脂液聚集，形成小液滴，充满砂粒间的孔隙，造成透气性下降；同时，液滴在重力和表面张力的作用下，润湿模样表面，形成一层树脂膜，引起粘模；浇注时型芯砂的发气量也增大，易使铸件产生气孔缺陷，另外，用量增加也使生产成本升高。因此，树脂的加入量应在满足型芯性能（如强度等）要求的前提下尽量少加，一般添加2%即可。 3.1.2 固化剂加入量的确定
固化剂对甲苯磺酸的加入量必须与树脂成一
定的比例，同时，还须结合以下三个方面的具体要求来确定。
①树脂砂的可使用时间要求。这一参数控制得准确与否，对型芯品种变化大的手工造型作业来讲，具有重要意义。当制作那些形状简单、体积小、制作时间短的型芯时，树脂砂的可使用时间以短为好，即应适当加大固化剂的比例；反之，当手工制作那些形状复杂、体积较大、造型操作困难的型芯时，树脂砂的可使用时间以偏长为好，即应适当减少酸的加入量。
②型芯的强度要求。当固化剂加入量很少时，不足以使树脂硬化反应完全，型芯硬化后的强度很低，表面稳定性差，随着固化剂加入量的增加，强度明显提高，达到高峰值后，继续增加固化剂，强度则下降，过量时，树脂砂焦化变黑，与树脂的化
树脂加入量（%）
抗
拉强度 ×10Pa
图1 树脂加入量与抗拉强度的关系
学反应气味明显加重，浇注时的发气量加大并提高了生产成本（见图2、图3）
③环境的影响。气温高、湿度低及砂温高、水
份低时则应适当减少固化剂的加入量，反之， 应增加比例。
根据气候变化情况，结合生产实际，我们所用树脂砂的主体配方见表4
3.2 树脂砂的混制工艺及其性能 3.2.1 混砂工艺
使用碗形高速树脂混砂机以及手工造型制芯时，其适宜的混砂工艺为：
原砂 + 固化剂
（对甲苯磺酸）
混2分钟 + FFD —121树脂和硅烷混合液 出碾。 3.2.2 性能范围
采用表4配方与上述混砂工艺配制的树脂砂性能结果如表5所列，满足了手工制作一般中等型芯的性能要求。
表5 树脂砂性能范围
4 实际操作要点
采用树脂砂造型制芯时，必须结合其硬化时间有限、流动性好、易粘模、硬化后脱模、浇注时发气量大等性能特点，在生产实际中制订相应的工艺对策。
4.1 模样和芯盒方面
由于树脂砂型芯是在硬化状态下起样脱模，因而比传统的粘土砂用木模和芯盒结构均有特殊要
求，主要如下：
4.1.1 工作表面必须光洁，无凸凹不平和变形、开裂等缺陷，能用金属模样和芯盒时，最好采用经机加工的模样及芯盒。
4.1.2 模样构造必须牢固，应有专门的起模结构和起模装置；活块不宜插钉固定，应做成燕尾镶块结构等。
4.1.3 拔模斜度要合适，对手工造型制芯的铸件，其拔模斜度值可参考表6执行。
表6 手工造型树脂砂的模样拔模斜度值（mm ）
4.1.4 芯盒结构一般宜采用可拆卸式、多活块式构造，尽量使填砂方向与下芯方向一致，以利于制芯
固化剂加入量（％）
抗
拉强度
×105Pa
图２ 固化剂加入量与抗拉强度的关系
图3 树脂含量与发气量的关系图
表4 树脂砂配方范围
时不必翻转芯盒。
4.2 造型制芯方面
4.2.1 做好准备。操作前，必须备齐工装、工具、模样和芯盒等，以减少制作时间，力争使操作时间短于树脂型芯砂的可使用时间。
4.2.2 刷脱模剂，方便脱模。模样及芯盒在使用前，应先清理干净，然后，在工作表面涂刷一层FFD-TL 型冷芯盒脱模剂。涂刷时，先摇晃、搅拌，使之呈悬浊态，再均匀施涂，几分钟即自干，刷一次可使用数次。
4.2.3 制作。由于树脂砂的可使用时间有限，当手工造型制芯时，型芯砂应现混现用，需多少混多少，尽量减少浪费，可采取大小铸型（芯）搭配制作来处理所剩余砂，仍有余砂时，应收集起来，做成砂块，作型芯的中间填充料用；填砂时，应先填充模样表面、转角、凹坑等重点部位，中部可填充余砂硬块；制作大而复杂的型芯时，要抓紧时间，防止一边制作一边硬化；制作时，还要边填砂边均匀紧实，必要时，并辅以适度的敲击或震动；对厚大实心芯，应在预定位置埋设通气道模样，待中部芯砂硬化到一定强度后，将之拨出，形成排气道。当制作叶轮筋片砂芯时，因采用刮板制芯，操作时间较长，其芯砂则应单独配制。
4.2.4 粘结与修补。由于型芯是在固化后脱模，因此，易造成型芯损坏，对于残损者，不要废弃，可以粘结或修补，粘结时，先在断口浸涂FFD—J系列砂型拼接粘结剂并进行对接，然后在室温下固化，4小时后，其粘结处的抗拉强度便可达到3×105Pa以上，多次实验证明，粘结后的型芯经24hr 固化后，其断口的粘结强度略高于型芯的基体强度。若破断脱落部份已经损坏，则应填充新混树脂砂进行修补，破损部位较大时，宜先在损坏处插铁钉固定，再填砂修补，固化后再进行磨削修整。4.2.5 刷涂料。型芯脱模一定时间后，均匀涂刷1~3遍醇基锆英粉涂料，涂层厚度按以下情况掌握：一般部位0.5~1.0mm，受热集中部位应>1.0~1.5mm。
4.3 合箱浇注方面
4.3.1 合箱时，应注意加强排气措施，安设排气绳、排气沟、排气管等。
4.3.2 浇注时，要严格控制铁水的浇注温度，并做到快浇、不断流，及时引火，以减少气孔、裂纹等缺陷的产生。
5 应用实例
5.1 实例一：
1、铸件名称：50Z-XH-470渣浆泵叶轮（参见图4）。
2、铸件材质：KmTBCr26
3、铸件主体壁厚：~25mm
该件为渣浆泵过流件叶轮，其1
芯形状较为复杂，是形成叶片线型的关键砂芯，且为刮板成型，另外，在外形尺寸比例方面，与直径相比，其高度尺寸偏小，采用普通粘土干芯砂制芯时，1#芯强度偏低，浇注时极易上浮，造成偏芯，同时裂纹、变形缺陷较多，铸件清理困难，改用自硬树脂砂制芯后，上述问题得以解决，铸件一次合格率提高20%以上。
5.1 实例二：
1、铸件名称：50Z-XH-470渣浆泵涡壳（参见图5）。
2、铸件材质：KmTBCr26
3、铸件主体壁厚：~30mm
图5 涡壳铸造工艺示意图
该件为渣浆泵过流件的涡形体（涡壳），其1#砂芯形成泵体流道，尺寸精度要求较高，且为实体砂芯，采用普通粘土干芯砂制芯时，因1#砂芯难以烘干烤透，浇注时，经常发生呛火现象，容易造成缩孔、气孔缺陷；又因1#砂芯的退让性差，凝固过程中，易引起铸件开裂。采用自硬呋喃树脂砂芯后，消灭了呛火现象和铸造裂纹缺陷。
自硬砂造型工艺研究.
自硬砂造型工艺研究 随着机械行业的发展，对外经济贸易的扩大，以及环境污染、能源紧张、材料涨价等问题的日益严重，对铸造生产和铸件质量提出了更高的要求，要能满足这些要求，特别是造型制芯工艺的选择上更应满足这些要求，先进造型制芯工艺应具备以下基本条件： ①生产的铸件质量好、尺寸精度高、铸造缺陷少； ②劳动条件好、环境污染少； ③生产成本低、生产效率高； ④最大限度地利用自然资源、节省能源。 传统的型砂工艺已经不能满足以上的条件，这就要求选用适合自己的先进型砂工艺。近几年来，主要使用的先进型砂工艺有：新型水玻璃自硬砂工艺、碱性酚醛树脂自硬砂工艺和呋喃树脂自硬砂工艺等自硬砂型砂工艺。下面以我们公司为例对型砂工艺进行简单阐述： 一．型砂工艺的选用 1．现用型砂工艺性能分析 1.1现用造型材料及造型方式 （1）面砂、芯砂——CO 硬化水玻璃砂、“70”砂、铬铁矿砂 2 （2）背砂——粘土砂 （3）手工造型 （4）烘干窑烘干小型砂型及坭芯，移动烘干大型砂型 （5）表面刷醇基涂料 1.2现造型材料的生产特点 （1）人工加砂，劳动强度大，生产效率低，砂型、坭芯的紧实度主要靠人工打风锤，硬化主； 要吹CO 2 （2）水玻璃加入量高（≥9%），造成成本高，型（芯）砂溃散性差，铸件清理难度大，效率低； （3）旧砂直接破碎再生，再生后只能作背砂，不能作面砂，回用率低，新砂耗量高，型砂成本高，废砂大量排放，严重污染环境； （4）铸件尺寸精度低，表面粗糙度差，铸件综合质量不高，后道工序工作量增大，工作效率就低； （5）型（芯）砂冬季硬透性差，CO 耗量大。 2 1.3铸件质量情况 铸件尺寸精度低，表面粗糙，多气孔、砂眼，产生裂纹多，导致后道工序修理大，成本高，效率低。 2、新型水玻璃自硬砂工艺性能分析 2.1原辅材料 （1）原砂：新工艺对原砂要求较高，尽可能选取泥份、微粉含量少，颗粒形貌好的原砂（2）改性水玻璃 （3）有机酯固化剂 2.2工艺优势及特点： （1）水玻璃加入量大大降低（2.5--3.5％）； （2）型砂溃散性大大改善，铸件清砂容易； （3）旧砂可干法再生回用，回用率≥80％； （4）系列化水玻璃与固化剂配套使用，型砂综合工艺性能优良，冬季硬透性好，硬化速度可调（10-90 min），可实现大批量机械化生产；
碱酚醛树脂自硬砂
碱性酚醛树脂自硬砂的一些特性英国Borden公司首先开发了有机酯硬化的碱性酚醛树脂自硬砂工艺，并于1981年获得专利，简称a--Set工艺。其主要特点是混砂、造型、浇注时散发的烟气少，有利于改善环境。所用的树脂是甲阶酚醛树脂的一种，但含有KOH、NaOH等碱性材料，故通常称之为碱性酚醛树脂。树脂中的游离的K 、Na。。离子，对于树脂与有机酯发生作用、树脂的交联反应都至关重要。 多种低级酯都可作为硬化剂，应用较广的是碳酸丙烯酯，这也是作用较强的硬化剂。还可用几种有机酯混合配成作用强弱不同的牌号，以适用于不同的生产条件。 一．树脂的硬化机制 在树脂的硬化反应中，首先是树脂中的碱与酯反应，形成碱金属的碳酸盐，释放醇。树脂中的碱形成碳酸盐后，即处于反应状态，可在常温下发生交联反应，将砂粒粘结，使型砂具有必要的强度。 由于作为硬化剂有机酯是参与树脂硬化反应的组分，不同于硬化剂只起催化作用、不参与反应的其他树脂自硬砂，不能通过改变硬化剂的加入量来调整自硬砂的硬化速率和起模时间。有机酯的加入量一般为树脂的20~25 ，因树脂和硬化剂的品种而略不同。树脂加入量不足，则铸型难以硬化；树脂加入量太高，则会感到混成砂和砂型腻滑，而且可能导致铸型一金属界面处发生反应，影响铸件表面质量。自硬砂的硬化速率和起模时间，应由改变硬化剂的牌号予以调整。 有机酯硬化的酚醛树脂砂，在有机酯的作用下，树脂在常温下只发生部分交联反应，起模时型砂仍然保持一定的塑性，浇注初期还有一短暂的、因受热而再次发生交联反应的过程，也就是通常所说的二次硬化。 二．碱性酚醛树脂自硬砂工艺的优点碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。
铸造用自硬呋喃树脂简介
简介 自硬呋喃树脂达到国际先进水平，是环保型产品，品种齐全，适用于铸造各种类型的铸钢、铸铁及有色合金件。外观颜色从淡黄色至棕红色液体，具有以下特点： a、粘度低，便于计量，易混砂，型砂流动性好。 b、游离甲醛含量低，气味小，改善了工人工作条件，减少了环境污染。 c、比强度高，可降低树脂加入量，降低成本，同时有利干提高铸件质量。 d、型砂的溃散性好，减少清砂工作量。 e、生产的铸件尺寸精度高，轮廓清晰，表面光洁，减少清砂工时，提高劳动效率。 型号及技术指标 使用指南 a、混砂工艺 树脂加入量一般为0．6-1．5％(占砂重)，固化剂加入量般为30-70％(占树脂重)，用连续式或间歇式混砂机先将砂子和固化剂混匀，然后再加入树脂混匀，混砂时间一般为5-60秒，混匀后立即出砂使用。 b、树脂加入量的选择 由于各使用厂家所用的原砂粒形、粒度、含泥量等指标差别较大，型、芯的重量及复杂程度不同，树脂的加入量应以满足生产需要为原则，在强度满足生产要求的前提下尽量减少树脂的加入量。 c、脱模时间的控制 控制适当的固化速度，有助于提高型、芯强度。脱模时间可在10-90分钟内调整，一般15-40分钟，脱模达不到预定的脱模时间会产生粘模甚至损坏型、芯或塌箱；脱模超过预定的脱模时间则脱模困难甚至会损坏型、芯或模型。
d、固化速度控制 固化速度过慢，适当增加固化剂的加入量(一般不宜超过70％)或更换固化速度更快的固化剂；固化速度过快，适当减少固化剂的加入量(一般不宜低于30％)或更换固化速度更慢的固化剂。 注意事项 a、树脂与固化剂应分开存放，严禁树脂与固化剂直接混合，以防产生爆炸! b、当树脂与皮肤接触时。可能会对个别人体产生轻微刺激作用，操作者应穿戴防护手套等用品。 c、树脂应密闭储存于阴凉、干燥处，避免受热或日光照射，搬运应小心轻放。 包装 240Kg铁桶或1000Kg塑料罐。
呋喃树脂自硬砂控制技术
呋喃树脂自硬砂控制技术 摘要：本文主要从硅砂的性能要求、造型过程的控制和再生砂的回用等对呋喃树脂自硬砂技术进行了探讨，供广大铸造同行参考。 关键词：呋喃树脂自硬砂硅砂造型再生砂在线检测 随着中国制造业近几年的长足发展，中国的铸造业也迎来了历史上最好的发展机遇。目前，我国铸件的产量已连续多年位居世界之首。呋喃树脂自硬砂工艺由于其生产周期短、铸件表面精度高、铸件质量容易控制、柔性化制造能力高等特点，已经被广泛的应用到机床铸件、耐磨铸件、工程机械铸件等产品中。而铸造企业能否发挥呋喃树脂自硬砂的特点，有效的提高铸件的质量，这与型砂的控制技术有着密切的关系。砂型铸造行业公认型砂控制技术、熔炼控制技术和管理水平三者决定了一个铸造厂在市场上的竞争能力，由此可见型砂的控制技术在铸造业中的重要性。本文就呋喃树脂砂的一些控制技术提出一些个人的观点，希望同行提出批评指正。 1 硅砂的技术要求 1.1 硅砂的粒度组成 硅砂的粒度反映了硅砂的颗粒大小和分布状态。由于自硬砂强度的获得是依靠呋喃树脂“包覆”硅砂表面形成的高分子链，所以硅砂的粒度越细，从理论上说获得同样强度的树脂消耗量就越大，型砂的成本也就越高，所以在保证铸件不发生粘砂缺陷的前提下，尽可能提高硅砂的粒度。图1为自硬砂八字试样测得的抗拉强度（MPa）和砂型粒度组成的关系曲线： 1.2 硅砂的角形系数 硅砂的角形系数S=Sw/St Sw---硅砂的实际比表面积（cm2/g） St----硅砂的理论比表面积（cm2/g） 硅砂的角形系数越小，表面就越园整，同样体积的硅砂表面积越小，硅砂和呋喃树脂的物理和化学结合力就越强，获得同样的抗拉强度需要的树脂消耗量就越低。作为自硬砂用的硅砂角性系数要求≤1.30，《1.5 1.3 硅砂的加工处理 由于天然硅砂有大量直径小于0.02的泥分和一些污染物和一些有碱性的物资，泥分的存在极大的降低了硅砂的粒度组成，提高了树脂的消耗量，同时有碱性的物资在树脂砂硬化过程中消耗了大量的催化剂——对甲苯磺酸等物资，造成砂型硬化很慢甚至不硬化，所以硅砂必须经过擦洗和粒度分选处理。在处理过程中，必须注意对擦洗用水的管理。一些硅砂供应商擦洗用水控制不严，导致含泥量超标或碱度过大，导致擦洗砂质量较差。好的擦洗砂泥分的质
铸钢件生产时采用的几种自硬砂的
铸钢件生产时采用的几种自硬砂的 工艺性能的对比分析 一.前言 50多年来造型、制芯材料和工艺，在国内外有了长足的发展，特别是在生产铸铁件时，采用呋喃树脂砂取代粘土砂方面，显示了许多优越性，它已成为铸铁厂家进行技术改造的首选方案。在铸钢件生产中，从20世纪50年代开始采用水玻璃砂，到20世纪70年代，由于采用水玻璃砂生产的铸钢件的尺寸精度和表面质量都差，尤其是型、芯砂的溃散性不好，清砂十分困难，旧砂不能再生回用等问题，没有得到较好的解决，于是，在某些重机厂、水泵厂和机车厂等的一些铸钢件改用了呋喃树脂砂。到20世纪90年代末，又由于呋喃树脂砂生产的铸钢件易产生热裂等缺陷，以及磺酸固化剂热分解时产生的气体，导致铸钢件表面渗碳、渗硫，以及呋喃树脂砂环境污染等问题，使一些铸钢厂又开始采用酯硬化碱性酚醛树脂砂。不过，直到今天，水玻璃砂造型、制芯工艺，还是铸钢件生产中最基本、用量最多的一种造型、制芯方法。由于这三种自硬砂各有其优缺点，目前在我国这三种工艺并存，各厂都是根据本厂铸钢件生产的特点和批量，生产的现状和未来的要求等多方面进行综合考虑，而确定本厂的造型、制芯工艺。例如，二重厂、广重厂等生产中使用了酯硬化碱性酚醛树脂砂，大重厂、沈重厂和一重厂等采用无氮呋喃树脂砂，其余的，包括铁道部下属的20多个机车车辆厂，还是采用水玻璃砂。 总之，人们总是希望能以较高的生产效率、较低的制造成本、较好
的作业环境，生产出优质的铸钢件来，可是，到目前国内外还没有一种造型、制芯工艺能同时满足上述的全部要求，为此，下面将从生产效率、铸件质量、环境污染和制造成本等四个方面，对水玻璃砂、呋喃树脂砂和碱性酚醛树脂砂等三种自硬砂的工艺性能进行对比分析，以供参考。 二.生产效率 目前在铸造生产中得到广泛应用的造型、制芯工艺有三大类：热硬砂（如热芯盒、覆膜砂等）、气硬冷芯盒砂（如三乙胺聚脲烷、CO2水玻璃砂、SO2呋喃树脂砂等）和自硬砂（如酯硬化碱性酚醛树脂砂、酸固化呋喃树脂砂、酯硬化水玻璃砂和胺固化聚脲烷砂等）。而对铸钢件生产来说，特别是生产中、大型铸钢件时，前两种工艺均不适用，目前主要是采用自硬砂为主。所谓自硬砂系指一种粘结剂，通过加入一种液体固化剂，使之在室温下在一定时间内，型、芯砂能在砂箱中，或芯盒内自行硬化成型的一种造型、制芯工艺。这种工艺最大的特点是，生产效率低，所以，自硬砂的造型、制芯效率就成为衡量该自硬砂工艺性能的重要指标。作为衡量自硬砂生产效率大小的量度，一般采用型、芯砂的可使用时间与其起模时间的比值来表示，即其比值的大小表示在型、芯起模时间一定时，型、芯砂可使用时间的长短的一个标志，一般取值范围在0～1之间，接近1的高比值的自硬砂，表示它具有较高的造型、制芯的生产效率，从而，模具、工装的周转率也可加快，表1列出四种自硬砂的比值。从表中的比值对比可知，酯硬化碱性酚醛树脂砂排在第二位，表示它的硬化速度较快，生产效率较高。酸硬化呋喃树脂砂排在第三，而酯
新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用
新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用 一．前言 目前国内外冷凝自硬砂工艺主要分为二大类：无机类粘结剂以水玻璃砂工艺为主，有机类粘结剂以呋喃和碱性酚醛树脂砂工艺为主。以上二大类自硬砂工艺在二十世纪下半期至今在全世界铸造业应用并不断成熟完善。但此二种工艺在性能上各有特点，也存在问题。特别在铸钢、合金钢件的铸造时有明显工艺上的不足。CO2硬化水玻璃加入量高（一般为7%~8％），砂的残留强度高，溃散性差，旧砂再生回用困难。有机粘结剂树脂砂工艺的出现，在一定程度上解决了CO2水玻璃砂的固有缺陷，但碱性酚醛树脂成本高，呋喃树脂砂易出现铸件裂纹、气孔等缺陷。水玻璃“新三法”（VRH、微波烘硬、有机脂）的问世，使水玻璃的加入量降低了一半，溃散性大有改善，但新“三法”在工艺上存在着一定的缺陷，VRH 法因设备投资大及铸件尺寸受真空室限制；微波烘硬法因铸型吸湿性强及电微波转化率低；回用砂率综合性能差等缺点，严重制约了水玻璃砂的发展。 随着水玻璃基础理论研究的不断进展，水玻璃砂溃散性差和旧砂再生困难等缺点并非水玻璃的固有特性。它来源于对水玻璃化学和胶体化学认识不足和使用不当（1）。目前国内以沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司等单位在这方面的研究取得了领先。他对普通水玻璃进行一系列化学和物理改性及电离子架接，研制开发了新型水玻璃和专用酯类固化剂自硬砂工艺，为水玻璃砂的第三次中兴产生了质的飞跃。 二．新型水玻璃酯硬砂工艺的应用 我公司年产阀门承压铸钢件2000余吨，产品以单价小批量为主，壳体主要壁厚10~60mm，且薄件居多。材质牌号有普通碳素钢，耐热耐高温铬钼钢、铬钼钡钢及各种耐酸不锈钢。其中有30％是电站阀门铸件，有20％左右是出口阀门配套铸件。因此，对造型工艺及材料要求相当苛刻。我们于2000年下半年开始对原粘土砂工艺进行技术改造，要求采用新工艺、新材料，以低成本高质量满足当前生产及市场竞争的需要，在选择工艺方案阶段，我们对普通水玻璃自硬砂，呋喃树脂自硬砂及新型水玻璃自硬砂三种砂型工艺，分别在不同材质、不同品种的阀门铸钢件上进行了工艺试验，试验用原砂为福建平潭优质擦洗硅砂，粒度为40／70目，SiO2含量≥96％，含泥量和含水量分别≤0.5％，角形系数≤1.25％，
自硬呋喃树脂检验标准
自硬呋喃树脂检验标准 编号：GY(T)-417-2013-J 1.适用范围 适用于本公司采购铸造用自硬呋喃树脂的检验。 2．质量标准 2.1 外观 铸造用自硬呋喃树脂为淡黄色至棕色透明或半透明均匀液体。 2.2 各种牌号的铸造用呋喃树脂其他有关的性能指标应符合下表的规定。 项 目 SQG-300性能指标 备注 粘度（20℃），mPa ·s ≤25 检验 密度（20℃），g/cm3 1.15～1.19 查看供方质量合格证明 游离甲醛含量，% ≤0.4 含氮量，% ≤2.5 水分 ≤2.0～6.0 工艺试样强度/MPa 抗拉强度不低于 1.2(24h) 保值期 不少于360天 3.检查及试验 3.1 检查批量及单位的构成 同一次反应釜产生的树脂作为一个检查批量，以每桶为一个检查单位。 3.2 取样方法 如果从铁桶取样时，以桶数为单元数，单元数小于151时，取样单元数按下表。取样时，采样管使用玻璃制品，长度应大于桶高的2/3，直径自定。将被采样品用人工摇匀后，每桶采样数量应不少于100g 。 总体物料 单元数 1~10 11~49 50~64 65~81 82~101 102~125 126~151 选取的最 小单元数 全部单元 11 12 13 14 15 16 3.3 检查顺序、检查项目、检查方式、检查方法以及判定标准。如下表 顺序 检查项目 检查方式及条件 检查方法 单位判定基准 1 外观 n=1 Ac=0 Re=1 目测 按2.1项 2 性能 查看合格证明书 按2.2项 注：供方应在每批交货中附质量合格证明书（注明:供方名称、型号、类别、以
及相应的化学成分等)，每半年提供国家或第三方公认试验机构的试验报告。且每个外包装上应有清晰、牢固的标志，其内容包括：产品名称、标准号、生产厂名称、地址、注册商标、净含量、生产日期、批号。 4．检查后处理 4.1 合格批次：由质管员填写《进货检验单》并在《进货报检单》上签字确认。 4.2 不合格批次：按《不合格品的控制程序》进行标识，并在《进货报检单》上填写处理意见。 5.相关文件 （1）《不合格品的控制程序》 （2）JB/T 7526—1994《铸造用自硬呋喃树脂》 6.记录 （1）《进货报检单》 （2）《进货检验单》
树脂自硬砂工艺
树脂自硬砂工艺 在中小型铸造车间的选择与应用机械工业部第九设计研究院
树脂自硬砂工艺在中小型铸造车间的应用 机械工业部第九设计研究院吴殿杰 摘要:树脂自硬砂工艺与普通潮模砂工艺相比,不论从环保角度,还是从经济效益,社会效益来看,都已显示出广阔的应用前景。随着人们对产品质量，资源利用和环净保护意识的增强，尤其针对我国目前上万家中小型铸造车间存在的严重能耗及铸件质量问题，更加迫切地要求我们在生产过程及其产品消耗的资源尽可能少，对环境的污染尽可能少。通过全国400多家树脂砂铸造车间经验证明，采用树脂自硬砂工艺对促进铸造产品上质量，上水平，上效益，加强环保及提高企业竞争能力具有独特的优越性和推广价值。 主题词：树脂自硬砂环保效益 1.国树脂砂工艺应用概况 1.1国中小型铸造车间生产状况 目前，我国铸造行业单件小批生产的中小型铸造车间占很大比重，约占厂点 数的85%～90%，约占全国铸件年产量的50%左右。其中绝大部分仍采用较落后的生产工艺和方法，普遍存在着铸件质量差，能耗大，工人劳动强度大，经济效益差的局面。进些年来，许多铸造生产厂家为了适应市场经济的发展，尤其为适应引进产品制造技术的需要，相应地对现有铸造车间进行了技术改造。其中许多厂家采用了树脂自硬砂工艺。如柴油机厂，汽车发动机厂，天津燃机厂以及许多机床厂，阀门厂，水泵，兵器，船舶等行业都相继采用了树脂自硬砂生产工艺。据不完全统计，到目前为止，国大陆约有400余铸造厂家(点)采用树脂自硬砂工艺，其经济效益和社会效益非常显著。 1.2主要采用的树脂自硬砂工艺 通常用于铸造生产的树脂自硬砂工艺有酸固化呋喃树脂自硬砂工艺和碱固化酚醛尿烷树脂自硬砂工艺(PEP SET工艺)。前者多用于机床，泵，阀体行业等中小批量铸件的生产，后者多用于汽车铸造行业等批量较大的铸件生产。 “自硬法”(NO BAKE),就是不需加热的工艺。目前用于铸造生产的树脂自硬砂工艺还有如下： 酸固化酚醛树脂砂工艺(Phenolic/Acid) 酚醛-酯自硬砂工艺(Phenolic/Ester) 油尿烷工艺(Oil/Urethan) 水玻璃酯自硬工艺(Silicate/Ester) 磷酸氧化铝工艺(Alumina/Phosphate) 所有树脂自硬砂工艺所涉及到的都包括树脂组份,催化剂,添加剂以及温度,水份含量,原砂质量,混砂操作等。 1.2.1呋喃树脂自硬砂工艺 这是国目前采用比较普遍且较为成熟的一种工艺，从树脂等原辅材料到造型，制芯，再生设备等，国都已形成一定的生产规模。 呋喃树脂自硬砂工艺能使砂型(芯)达到高的尺寸精度及砂铁(及其它合金)临界面的稳定性，且脱模性好，又有高的抗拉强度和高温热强度，可用于脱箱造型，砂铁比可低于2:1。是许多机床，泵，阀门等铸造行业的主要选择工艺之一。 呋喃树脂的加入量通常是0.9%～2.0%(对砂子),催(固)化剂的加入量通常是20%～60%(对树脂)。为了提高铸型的强度和耐湿性，往往还加些硅烷耦合剂。
自硬呋喃树脂砂
自硬呋喃树脂砂 第一章/ 概论 1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念 自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的Furan No-Bake process，它表示以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，不需烘烤或通硬化气体，即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂”，甚至“树脂砂”。以下介绍两个基本概念。 一、呋喃树脂的概念 由碳原子和其它元素原子(如O、S、N等)共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。含有杂环的有机化合物叫做杂环化合物。所谓“呋喃”，是含有一个氧原子的五员杂环有机化 合物，它是表示一族化合物的基本结构总称。 在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体，叫做“呋喃”，它的衍生物则根据母体来命名。呋喃本身在互业上并无什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，却是互业上的重要原料，它们是最重要的呋喃衍生物，糠醛学名叫α——呋喃甲醛，糠醇学名叫呋喃甲醇。它们的分子结构如下： 含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的,如尿醛呋喃树脂（UF/FA）、酚醛呋喃树脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂（UPF－FA) 和甲醛——糠醇树脂(F/FA)等。 二、呋喃树脂的硬化机理 根据呋喃树脂的组成不同，分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）的呋喃树脂一般糠醇含量都超过50%。其硬化机构很复杂，现在还未完全弄清楚，但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合，此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸，第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。图1－1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表 性的呋喃自硬树脂结构的一例。 初期阶段
四种自硬砂地选择
四种自硬砂的选择 随着我国机械工业产品质量的升级及出口铸件市场的不断扩大，在铸造车间技术改造中，有越来越多的企业首选自硬砂工艺替代原有粘土砂干型铸造工艺。在本企业技改中如何根据自身的产品特点选择合适的自硬砂工艺及相应设备是技改中普遍关心的核心问题。笔者结合近几年的实践就这一问题提出一点个人观点与同仁们共同探讨。 1．自硬砂工艺的选择 自硬砂工艺是指在常温下，型砂能自行硬化并获得浇注要求强度的造型工艺的统称。近几年得以较快发展的自硬砂主要有：呋喃树脂自硬砂、碱酚醛脂硬化自硬砂、脲脘树脂自硬砂（Pep—set自硬砂）、脂硬化改性水玻璃自硬砂。这些自硬砂各有优缺点，应根据各企业不同的生产及产品特点择优选用。1．1呋喃树脂自硬砂：这是应用最多、最广、工艺最成熟的自硬砂，而且相对铸件成本较低、旧砂利用率高、旧砂再生简单，是技术改造的首选自硬砂工艺。呋喃树脂砂在灰铁、球铁、铸钢、有色等铸造中都得到极其广泛地应用。但是由于呋喃树脂砂高温退让性差，树脂中含有较高的N，固化剂中含有S，因此一些壁厚不匀的铸钢件容易造成热裂，厚大铸钢件易造成N气孔，一些高牌号球铁件易造成球化衰退，一些低碳铸钢件还易造成增碳，在选用工艺及选用树脂种类时应引起足够重视。这种工艺一般用于单件小批量生产性质的铸铁生产中。 1．2碱酚醛脂硬化树脂自硬砂：其是为克服呋喃树脂自硬砂的一些缺点发展起来的，国外称α—set 工艺。由于其完全不含N，固化剂不含S，用于铸钢、合金钢铸件不会产生N气孔、针孔缺陷。由于碱酚醛树脂砂常温下只有部分树脂发生交联反应，在浇注金属受热时还有一个再硬化的过程，因此这种树脂砂的高温尺寸稳定性好，铸件尺寸精度高，因此在铸钢特别是合金钢件、大型铸钢件的生产上应用愈来愈广。但碱酚醛树脂砂常温强度较低，树脂加入量较大，铸件成本较高。碱酚醛树脂砂的硬化剂是有机脂，调节硬化时间只能用脂的品种而不能用加入量调节。另外酚醛树脂粘度较大，可存放期短，使用中需要注意。 1．3酚脲烷树脂自硬砂（Pep—set工艺）：Pep—set工艺在近两年发展较快，其综合了呋喃树脂与碱酚醛树脂和特点，进一步提高了工艺适应性，其具有优越的硬化特性的同时也具有较好的高温退让性。硬化时间可以在~15分钟内调整，生产效率高，有利用造型线批量生产。通过三种粘结剂组元比例的调整，可以保证足够长的可使用时间，一旦开始固化又能迅速达到浇注强度，具有较好的浇注性能及工作时间/起模时间比特性。由于高温退让性好，可以生产薄壁复杂件而不必担心铸件裂纹，既适应铸件、铸钢，也广泛用于有色合金铸件的生产，克服了呋喃树脂砂的性能缺陷，工艺适应性较强。同时对涂料要求较低，一般铸铁件不刷涂料而通过一些添加剂也能生产出表面光洁的铸件。对再生设备的要求及回收率与前两种工艺基本相同，而混砂设备需要增加一套液料系统且流量控制要求精确度较高。 Pep—set工艺一般用于薄壁复杂铸件（铸铁、铸钢、铸铝）的生产，也适宜于自动化造型线作业。对多材质、小批量生产性质也有一定适应性。 1．4脂硬化改性水玻璃砂工艺：这是为克服CO2水玻璃砂的两大难题（溃散性差、旧砂再生难）而开发的新一代水玻璃自硬砂。其基本原理是通过加入一定量的改性剂以提高水玻璃的粘结强度、降低型砂中水玻璃加入量，采用这种工艺能使水玻璃加入量降低到~%，溃散性接近树脂砂。该自硬砂继承了CO2水玻璃砂高温退让性好的优点，而且环保效果较好，因而在铸钢生产上得到应用。铁路提速而取消水爆清砂后，在铁路系统广泛用于摇枕、侧架铸件（薄壁复杂件）的生产。 该种工艺的粘结剂价格较之碱酚醛及Pep—set相对低一点，但一般机械再生的砂回收率只能达到80%左右，再生成本也相对较高，据一些用户反映其工艺稳定性相对差一点，可使用时间及强度随循环次数变化较大，再生砂做面砂使用时必须加入大量新砂。因此，该种工艺一般用于有特殊要求的铸钢件生产上，规模生产时应慎重选择。 2．关于自硬砂再生设备
铸造术语
铸造术语 Foundry terminology GB/T 5611-1998 1 范围 本标准规定了铸造用材料、铸造合金、铸造工艺和铸造设备等方面的基本术语和定义。 本标准适用于铸造标准制定、技术文件编制、教材和书刊编写以及文献翻译等。 2 基本术语 2.11铸造用材料foundry materials 用于铸造生产的原材料和工艺材料。 2.12铸造工艺材料consumable materials 在铸造生产的熔炼、浇注、造型材料制备、造型（芯）等过程中所用的消耗性材料。不包括可转化为铸件的金属材料。 2.19铸造三废foundry effluent 从铸造车间排出的废气、废水和废渣的总称。 3 铸造合金及熔炼、浇注 3.1.15合金遗传性alloy heredity 重熔后金属或合金仍保持重熔前的某些性质。 3.1.16铸态组织as-cast structure 合金在铸造后未经任何加工处理的原始宏观和微观组织。3.1.22附铸试块testlug 连在铸件上，切除以后不损坏铸件本体的试块。加工成试样后用于检验铸件的化学成分、金相组织、力学性能等。 3.1.23本体试样test specimen from casting itself 为检测铸件本体的成分、组织和性能，在铸件本体规定部位切取的试样。
3.3.8高韧性球墨铸铁high ductility nodular graphite iron 具有一定强度及较高伸长率（＞10%）和冲击韧度，基体为铁素体的球墨铸铁。分为铸态高韧性球墨铸铁和退火高韧性球墨铸铁。 3.3.18蠕墨铸铁［蠕铁，紧密石墨铸铁］vermicular graphite cast iron, compacted graphite cast iron 金相组织中石墨形态主要为蠕虫状的铸铁。 3.3.58硅碳比silicon-carbon ratio 铸铁中含硅量与含碳量之比。硅碳比对铸铁的凝固和相变特性、金相组织、力学性能和铸造性能都有显著影响。 3.3.73石墨化退火graphitizing annealing 使铸铁中渗碳体全部或部分转变为石墨的热处理工艺。分为低温和高温石墨化退火两类。低温石墨化退火用于降低铸铁硬度，使部分共析渗碳体分解，加热温度一般为720-750℃；高温石墨化退火温度一般为900-980℃，用于获得铁素体球墨铸铁或可锻铸铁第一阶段石墨化退火。 3.3.80球化率percent of spheroidization 在放大100倍的光学显微镜视场中球状石墨个数占石墨总个数的百分率。 3.3.81石墨球数［球墨数］number of nodular graphitesi 在放大100倍的光学显微镜视场中，球墨铸铁显微组织每平方厘米面积内球状石墨的个数。 3.3.86干扰元素interference element 球墨铸铁中干扰石墨球化，使石墨畸变的微量元素。分为三类：（1）消耗型（硫、氧、硒、碲等），与镁及稀土元素反应消耗球化元素；（2）晶界偏析型（锡、锑、砷、铝、硼、矾等），在奥氏体中溶解度很小，增加铁液中碳的活度，使碳在共晶转变后期结晶成畸形的枝晶石墨；（3）综合型（铅、铋等），兼有消耗球化元素和晶界偏析、促进石墨畸变的作用。 3.5.13中间合金［母合金］master alloy 为了便于把合金元素（尤其是易氧化和难熔元素）加入铸造合金而特殊制备的合金。它比直接加入某种元素更能准确地控制铸造合金的成分和简化操作过程。中间合金成分的选择，首先要考虑使合金处于脆性区，以便使用时易于敲碎；其次是使其熔点尽可能低，以简化铸造合金的熔炼操作。
铸造用呋喃树脂砂
第一章铸造用呋喃树脂砂概述 一、自硬呋喃树脂砂的特点 1. 优点: 1)铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高； 2)型砂的溃散性好，清理、打磨容易，从而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质量、铸件几何尺寸精度方面比黏土可以提高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； 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、热稳定性好、透气性好，可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，从而降低废品率，可以制造出用黏土砂难以做出的复杂件、关键件； 6)旧砂回收再生容易可以达到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。 2. 缺点： 1)对原砂要求较高，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； 2)气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大； 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； 4)与黏土砂相比，成本仍较高； 5)对球铁件或低碳不锈钢等铸件，表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增 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气体发生，CO气发生量较大，需要良好 的通风条件。
二、自硬呋喃树脂砂原辅材料 1. 原砂： 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。 表1 树脂自硬砂用原砂的技术指标(质量分数，%) 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、特殊要求之外，一般都采用硅砂，对硅砂的具体要求是： 1)原砂SiO2含量要高，一般铸钢件w(SiO2)≥97%，铸铁件w(SiO2)≥90%， 非铁合金铸件w(SiO2)≥85%； 2)酸耗值应尽可能低，一般小于等于5ml； 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；
呋喃树脂自硬砂控制技术
呋喃树脂自硬砂控制技术 程利军零正技罗勇 广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007) 摘要本文主要从硅砂的性能要求、造型过程的控制和再生砂的回用等对呋喃树脂自硬砂技术进行了探讨，供广大铸造同行参考。 关键词呋喃树脂自硬砂硅砂造型再生砂在线检测 随着中国制造业近几年的长足发展，中国的铸造业也迎来了历史上最好的发展机遇。目前，我国铸件的产量已连续多年位居世界之首。呋喃树脂自硬砂工艺由于其生产周期短、铸件表面精度高、铸件质量容易控制、柔性化制造能力高等特点，已经被广泛的应用到机床铸件、耐磨铸件、工程机械铸件等产品中。而铸造企业能否发挥呋喃树脂自硬砂的特点，有效的提高铸件的质量，这与型砂的控制技术有着密切的关系。砂型铸造行业公认型砂控制技术、熔炼控制技术和管理水平三者决定了一个铸造厂在市场上的竞争能力，由此可见型砂的控制技术在铸造业中的重要性。本文就呋喃树脂砂的一些控制技术提出一些个人的观点，希望同行提出批评指正。 1硅砂的技术要求 1.1 硅砂的粒度组成 硅砂的粒度反映了硅砂的颗粒大小和分布状态。由于自硬砂强度的获得是依靠呋喃树脂“包覆”硅砂表面形成的高分子链，所以硅砂的粒度越细，从理论上说获得同样强度的树脂消耗量就越大，型砂的成本也就越高，所以在保证铸件不发生粘砂缺陷的前提下，尽可能提高硅砂的粒度。
1.2硅砂的角形系数 硅砂的角形系数S=Sw／St 图l试样抗拉强度与型砂粒度关系 注：实验型砂组成的余量为0.212目以下 Sw一硅砂的实际比表面积(cm2／g) St一硅砂的理论比表面积(cm2／g) 硅砂的角形系数越小，表面就越园整，同样体积的硅砂表面积越小，硅砂和呋喃树脂的物理和化学结合力就越强，获得同样的抗拉强度需要的树脂消耗量就越低。作为自硬砂用的硅砂角性系数要求≤1.30，最好≤1.15。 1.3硅砂的加工处理 由于天然硅砂有大量直径小于0.02的泥分和一些污染物和一些有碱性的物资，泥分的存在极大的降低了硅砂的粒度组成，提高了树脂的消耗量，同时有碱性的物资在树脂砂硬化过程中消耗了大量的催化剂——对甲苯磺酸等物资，造成砂型硬化很慢甚至不硬化，所以硅砂必须经过擦洗和粒度分选处理。在处理过程中，必须注意对擦洗用水的管理。一些硅砂供应商擦洗用水控制不严，导致含泥量超
新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用
新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用 作者：浙江永嘉兰开铸造公司刘建强黄云天 .、八、- 一?刖言 目前国内外冷凝自硬砂工艺主要分为二大类：无机类粘结剂以水玻璃砂工艺为主，有机类粘结剂以呋喃和碱性酚醛树脂砂工艺为主。以上二大类自硬砂工艺在二十世纪下半期至今在全世界铸造业应用并不断成熟完善。但此二种工艺在性能上各有特点，也存在问题。特别在铸钢、合金钢件的铸造时有明显工艺上的不足。C02硬化水玻璃加入量高（一般为7%-8%）,砂的残留强度高，溃散性差，旧砂再生回用困难。有机粘结剂树脂砂工艺的出现，在一定程度上解决了CO2水玻璃砂的固有缺陷，但碱性酚醛树脂成本高，呋喃树脂砂易出现铸件裂纹、气孔等缺陷。水玻璃“新三法” （VRH微波烘硬、有机脂）的问世，使水玻璃的加入量降低了一半，溃散性大有改善，但新“三法”在工艺上存在着一定的缺陷，VRH法因设备投资大及铸件尺寸受真空室限制；微波烘硬法因铸型吸湿性强及电微波转化率低；回用砂率综合性能差等缺点，严重制约了水玻璃砂的发展。 随着水玻璃基础理论研究的不断进展，水玻璃砂溃散性差和旧砂再生困难等缺点并非水玻璃的固有特性。它来源于对水玻璃化学和胶体化学认识不足和使用不当 （1）0目前国内以沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司等单位在这方面的研究取得 了领先。他对普通水玻璃进行一系列化学和物理改性及电离子架接，研制开发了 新型水玻璃和专用酯类固化剂自硬砂工艺，为水玻璃砂的第三次中兴产生了质的飞跃。 二.新型水玻璃酯硬砂工艺的应用 我公司年产阀门承压铸钢件2000余吨，产品以单价小批量为主，壳体主要壁厚 10~60mm且薄件居多。材质牌号有普通碳素钢，耐热耐高温铬钼钢、铬钼钡钢及各种耐酸不锈钢。其中有30%是电站阀门铸件，有20%左右是出口阀门配套铸件。因此，对造型工艺及材料要求相当苛刻。我们于2000年下半年开始对原粘土砂工艺进行技术改造，要求采用新工艺、新材料，以低成本高质量满足当前生产及市场竞争的需要，在选择工艺方案阶段，我们对普通水玻璃自硬砂，呋喃树脂自硬砂及新型水玻璃自硬砂三种砂型工艺，分别在不同材质、不同品种的阀 门铸钢件上进行了工艺试验，试验用原砂为福建平潭优质擦洗硅砂，粒度为40 / 70 目, SiO2含量》96%，含泥量和含水量分别w 0.5 %，角形系数w 1.25 %，
温度变化对呋喃树脂砂固化剂加入量的影响
文章编号:1000 5889(2001)02 0023 02 温度变化对呋喃树脂砂固化剂加入量的影响 杨筱萍 (兰州石油化工机器总厂,甘肃兰州 730050) 摘要:通过试验探讨了呋喃树脂砂中固化剂随温度变化的规律,得出固化剂的加入量随砂温和环境温度变化的关系式.可通过测得砂温和环境温度值来确定合适的固化剂加入量,以满足各种铸钢件所需要的树脂砂终强度. 关键词:呋喃树脂砂;砂温;环境温度;固化剂 中图分类号:TG211.1 文献标识码:A Determination of proper additive amount of solidifying agents into furan resin sand in terms of temperature YANG Xiao ping (Lanzhou Petroleum and Chemical M achinery Works,L anzhou 730050,China) Abstract:The variaion pattern of solidification of furan resin sand w ith the addition of solidifying agents is in quired experimentally and the relationship of proper additive amount of solidify ing agents to the temperatures of sand and env ironment.thus,the proper additive amount of solidifying ag ents can be determined by means of measuring the tem peratures of the sand and the environment,so that the final strength of resin sand required by v arious cast steel can be obtained. Key words:furan resin sand;sand temperature;env ironmental tem perature;solidifying agent 在树脂砂生产工艺中,固化剂的品种、加入量可直接影响型砂的硬化速度和强度.随着环境温度、湿度及原砂的温度与种类等外界条件的变化,应调整型砂中固化剂的加入量,以保证型砂在加入固化剂到完成制芯或造型过程中到适应各种铸钢件所需要的强度,这一点对保证生产是十分重要的. 在外界条件下,空气的相对湿度达到53%以上时,对树脂砂产生的影响比砂温过低的影响要大,而砂温在25 以上时,影响较小.一般铸造厂的砂子种类都比较固定.在此本文只讨论砂温和环境温度对固化剂加入量的影响以及固化剂加入量随温度变化的关系. 收稿日期:2000 10 20 作者简介:杨筱萍(1965 ),女,河南杞县人,兰州石油化工机器总厂工程师.1 试验条件及方法 1)型砂配比见表1. 表1 试验用型砂配比 原材料名称型号或规格加入量/%石英砂(再生砂)50/100目100 呋喃树脂FF D 1020.9~1.0 硅烷KH5500.3(树脂含量)对甲苯磺酸G04G(树脂含量) 注:硬化时间小于40min;面砂强度大于0.5M Pa[1]. 2)型砂混制工艺流程如下: 石英砂+对甲苯磺酸 搅拌1min +呋喃树脂(含硅烷) 搅拌1min 出砂 第27卷第2期2001年6月 甘 肃 工 业 大 学 学 报 Jour nal of Gansu U niversity of T echnolog y Vol.27No.2 Jun.2001
铸造用自硬呋喃树脂标准
铸造用自硬呋喃树脂标准JB/T 7527的修订 德阳东汽树脂有限公司李小军、马荣华、胡星、江国栋、肖毅、曹赛618201 摘要：通过分析当前铸造用自硬呋喃树脂的发展情况、指出标准JB/T 7527（7526）—94存在的问题，提出了问题的解决办法，制订出了标准JB/T 7527—2007的修订版。 关键词：铸造、呋喃树脂、标准、JB/T 7527 Revision standard JB/T7527 of self-set furan resin for foundry Li xiaojun Ma ronghua Hu xing Jiang guodong Xiao yi Cao sai (Deyang Dongqi Resin Company Limited) Abstract: The paper point out the problem of the standard JB/T 7527(7526)—94 by analysis of the current development of self-set furan resin for foundry, propose the measures to solve the problem, and evolve revision standard JB/T 7527—2007。 Keywords: foundry furan resin standard JB/T 7527 我国从上世纪七十年代开始了对铸造用自硬呋喃树脂的引进和研究推广，到1994年由沈阳铸造研究所牵头制定了JB/T 7527（7526）—94标准，体现了我国在自硬呋喃树脂发展的成就①。94版标准实行至今，我国出现了如济南圣泉、德阳东汽、苏州兴业等具有自主知识产权专业从事铸造用呋喃树脂产品设计和生产的高新企业。使得呋喃树脂的技术进步和更新换代速度大大加快。随着树脂和铸造技术的进步，94版标准已经不能体现我国铸造用呋喃树脂的实际情况。 主要问题有： 1）随着人们环保意识的提高和企业科技的进步，树脂中游离甲醛的含量值可以达到1.0%以下，而当前测试方法不能准确地测试。 2）树脂加入量降低到1%，采用木模制样可以更好地模拟树脂砂的使用情况，测试结果可以更好地应用在生产上。 1、强度的检测 强度的检测变化点有，减低树脂的加入量为1.0%、采用木摸成型。 1）树脂加入量的降低 当前铸造生产中树脂加入量主要集中在0.9~1.25%，树脂加入量降低后，树脂砂的强度值也跟着减小，但能够很好地适应铸造生产活动和指导树脂的检测和应用。同时树脂加入量的下降，有利于铸造后期清砂、降低铸件缺陷的出现，降低生产成本，改善车间环境。
酚醛尿烷树脂自硬砂配制及制做
酚醛尿烷树脂自硬砂配制及 砂型制作工艺 为获得表面面光洁，尺寸精确、形状完整、轮廓清晰的铝铸件，并达到劳动条件好，环境污染小，节约能源，提高市场竞争能力，故选用树脂砂工艺。 1. 本规定适用于本厂树脂自硬砂配制砂型制作。 2. 对原材料的要求： 2.1原砂性能，选用1SC-2SC 40/70－70/140－(0)的擦洗砂，要求含水分≤0.2%，含泥量≤0.5%，以减少树脂消耗，确保砂型的干强度。 2.2本公司铝合金铸造选用酚醛尿烷树脂作粘贴剂，主要由两部分组成，PEPSET、CPⅠ—5140、CPⅡ—5235=50/50,两者发生聚合反应使型砂硬化,具体特性见表： 要求:树脂含水量＜5%,氧化铁含量2-3%(可防气孔)。 3. 混砂设备:JQ300型高效立式混砂搅拌机(简易型)0.3m/碾。 4. 砂型的配制: 4.1配比
4.1.1树脂如入比例: C P Ⅰ—5140 酚醛树脂 50% ————— = ————— = ———— CP Ⅱ—5235 异氰酸脂 50% 4.1.2加入量: 注: (1)重要部分的型砂取加入量的上限; (2)原砂含水分和含泥量低者取加入量的下限; (3)气温低于0℃时,可以加入占树脂总量0.19的催化剂CP —5300。 4.2拌砂工艺: 2~3分钟 1~1.5分钟 原砂+CP Ⅰ— 5140 ———— +CP Ⅱ—5235 ———— 出砂 混 混 注:必须以搅拌均匀为止,CP Ⅱ未加入者,可以适当停留或多拌2钟。 4.3发现两种组合搅拌不均匀而成团者,必须调匀才可使用。 4.4可使用时间与脱模时间(参考)： 注: a 可使用时间:是指自型砂混和好后,可供制芯(型)开始到不能制出 合格的砂芯(型)为止的时间; b 脱模时间:是指自硬砂树脂砂型混合后,可供制芯(型)开始,到可满意的将砂芯(型)从模具中拔出为止的时间间隔。