浅谈呋喃树脂自硬砂的生产及应用
场技师专业论文工种：铸造工浅谈呋喃树脂自硬砂的生产及应用摘要 (2)引言 (2)1.呋喃树脂砂性能的优缺点 (2)2.呋喃树脂自硬砂的生产工艺技术 (3)3.工艺及现场控制 (6)4.呋喃自硬树脂砂铸件的缺陷分析及防止措施 (8)5.结论 (9)参考文献 (10)本论文针对呋喃树脂自硬砂的坭芯生产，阐述了呋喃树脂自硬砂的原材料配比、混制及硬化工艺。
结合作者多年在实际生产工作中的经验，就生产中出现的实际问题进行分析和讨论，通过采取文中提出的控制、解决措施，有效地解决了铸件出现的气孔、粘砂、热裂、冲/夹砂、脉纹等铸造缺陷。
关键词：呋喃树脂自硬砂、铸造缺陷、夹砂、热裂、脉纹引言呋喃树脂自硬砂工艺是指在呋喃树脂砂中加入一定量的酸性固化剂，使之在芯盒或砂箱内经历一定时间后，在常温条件下通过自行硬化成型（不需烘烤或吹入硬化气体）的一种造型制芯工艺。
呋喃树脂自硬砂硬化反应机理可简单描述为：涂敷在砂粒表面的树脂在酸性固化剂的催化作用下，呋喃树脂分子上的活性氢、羟甲基与羟甲基之间发生缩聚反应和呋喃环上的双键打开发生加成聚合反应，形成三维网状结构固体树脂，使型（芯）砂硬化成型。
1.呋喃树脂砂性能的优缺点1.1优点1)铸件的尺寸精度高、外部轮廓清晰、铸件表面光洁，外观质量好、组织致密、铸件综合品质高。
2)呋喃树脂自硬砂具有较好的流动性，容易紧实，脱模时间可调节，硬化后强度高，在其后的搬运及合箱过程中不变形，因树脂砂的强度高，在浇注和凝固过程中基本上不会出现位移现象，所以铸件的尺寸精度高。
3)不用烘干，缩短了生产周期、节省了能源、芯砂易紧实、溃散性好、容易清理、大幅度降低了劳动强度，为实现机械化生产创造了条件。
1.2 呋喃树脂自硬砂的不足之处1)对原砂质量要求高2)在生产过程中有刺激性气味3)采用树脂砂生产，成本较高2.呋喃树脂自硬砂的生产工艺技术2.1 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、以及对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。
2)呋喃树脂：含糠醇的树脂称为呋喃树脂，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，应加以控制。
3)固化剂：一般采用有机磺酸溶液按其水溶液的浓度来调节固化速度。
选用呋喃树脂自硬砂固化剂时，应注意以下问题：A、应根据室温的高低，合理选用固化剂夏季室温高时，选用酸度较低的固化剂；冬季室温较低时，应采用酸度较高的固化剂。
B、应根据呋喃树脂种类，合理选用固化剂磷酸是生产中常用的酸固化剂，但多用于高氮呋喃树脂，而很少用于低氮呋喃树脂。
这是因为低氮高糠醇树脂采用磷酸作固化剂时，硬化速度过慢，脱模时间过长；而高氮低糠醇树脂，使用磷酸作固化剂仍可获得必要的硬化速度；而且高氮低糠醇树脂采用磷酸作固化剂仍可获得很好的终强度，而低氮高糠醇用磷酸作固化剂时终强度较低。
C、应根据铸造合金种类和旧砂再生回用情况，合理选用固化剂呋喃树脂砂再生回用时，建议不采用磷酸作固化剂。
因为用磷酸作固化剂的砂型（芯）在浇注后，磷酸不能在金属液的热作用下分解破坏，而生成磷酸盐沉积在砂粒表面，较难通过再生去除，导致再生砂配制的树脂砂的强度下降很多，并且增加铸型膨胀量，使夹砂倾向增加。
D、应根据型砂的强度要求，合理确定固化剂加入量当固化剂加入量很少时，不足以使树脂的硬化反应完全，自硬砂的强度很低；随着固化剂加入量的增加，自硬砂的强度明显提高；强度达到最高值以后，如果继续增加固化剂，自硬砂的强度会急剧下降，这是因为硬化反应太强烈，树脂的交联结构不完整，导致树脂膜和黏结桥脆化。
由于固化剂加入量不同，加等量树脂的自硬砂的强度可以相差几倍之多。
值得注意的是：终强度达到最高时的固化剂用量不一定就是最佳的。
因为型砂终强度最高时，其硬化过程往往缓慢，甚至要等几个小时才能脱模，这在生产上是行不通的。
由此可见：采用呋喃树脂自硬砂时，对固化剂加入量的选定应非常慎重，切不可为追求硬化快而随意多加。
4)添加剂，为改善呋喃树脂自硬砂的性能，配比中常加入一些添加剂，一般加入少量的硅烷做偶联剂，可以明显的提高树脂砂的强度，但随着时间的延长，其作用逐渐减弱，一般情况下，其强度在两个月后将消失，因此，对于偶联剂硅烷应在使用之前加入并搅拌均匀，必须尽快用完。
2.2呋喃树脂自硬砂的再生回用：旧砂能很好的回收与再生是呋喃树脂砂的一大优点，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。
1)砂温调节、稳定砂温是呋喃树脂自硬砂的关键，因此，砂温调节控制是必不可少的，再生砂的砂温尤其重要，如果砂温能控制好的话，它既可提高生产效率，减少砂型损坏和铸造缺陷、降低成本。
2)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性固化剂合适的加入量，一般PH值控制在3-6的范围。
3)再生砂反复使用以后，砂粒容易变小，将会影响型砂的透气性，在实际生产过程中，应该多注意观察。
2.3混制工艺1)配比及混制：①混合料配比：呋喃树脂的加入量一般占砂量的0.8~1.5%，而固化剂的加入量占树脂重的20-70%,这可以依据季节的温度变化来调节。
②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，要做到随混随用，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，待混匀后即放砂，制芯采用碗形混砂机，按所制芯的重量大小来选择混砂量的多少。
在呋喃树脂自硬砂配制时，还应对以下几个问题予以足够的重视。
(1)添加剂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。
(2)计量装置为了保证树脂砂性能一致，树脂砂的各种原材料称量要准确。
原砂、树脂及硬化剂的定量装置必须每天在运行生产前进行严格校验，以确保各种组分的计量准确无误。
(3)温度这里所说的温度包括车间环境温度、原砂或再生砂温度以及模具温度。
但是，目前国内生产过程中控制环境温度不容易实现，因此我们能够控制的实际上只有原砂或再生砂温度和模具温度。
(4)可使用时间和脱模时间树脂砂混制时，即开始了树脂的固化反应，如果混制好后停留一段时间再造型，则会将已经交联起来的部分树脂链重新破坏，使得终强度恶化。
所以刚混出的型砂做出的试样强度最高。
树脂砂造型制芯后，必须等型，芯砂建立一定强度后才可起模，否则型和芯将变形和破裂。
2）硬化工艺：树脂砂硬化速度与砂温、环境温度、空气湿度及固化剂的种类加入量的多少都有很大的关系。
①温度：原砂温度最好控制在20-35℃，原砂及工作环境过低，硬化速度会变得很慢，延缓了脱模时间，降低生产效率，而温度过高，可使用的时间过短，砂子的流动性变差，影响了型芯的紧实度，所以应控制好硬化速度，合理的控制好呋喃树脂砂的可使用时间与脱模时间。
3.工艺及现场控制3.1制芯工艺设计：起模斜度相比较而言应比粘土砂大，树脂砂的砂型在起模时，已经具有一定的硬化强度，几乎没有什么退让性，在起模的时候，摩擦力较大，生产现场可通过经验判定起模时间，一般手持钉子向砂型（芯）中扎不进去时，被认为是可以进行起模了，树脂自硬砂起模时不可太早，以免塌型；但也不可太晚，以免脱模阻力过大。
一般情况下不能采用敲击芯盒模样来起模，因此，在制作模样时，应适当增加拔模斜度，保证外观质量的同时也便于起模，除此之外，还应充分考虑自硬砂特性，尽量减少活块，能用砂芯的尽量取消活块，以提高生产效率。
3.2砂箱设计：利用树脂砂硬化后强度高这一特点，在满足有效吃砂量的前提下，减小砂箱尺寸，降低生产成本。
3.3浇冒系统设计：①设计浇冒口的原则是：少设补缩冒口，多设出气和溢流冒口，因为树脂砂型刚度好，浇注初期铸型强度高，有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀，有效地消除缩孔，缩松实现灰铸铁，球墨铸铁件的少冒口和无冒口铸造。
②尽量避免在冒口处集中开设浇口，应在提高挡渣和充型能力的前提条件之下，采用分散，径向引入加溢流的方式，横浇口端而开为高梯形，内浇口开设原则为短薄、宽。
③生产重量大的铸件时，浇注系统优先采用陶瓷管制作，防止出现因冲砂造成的砂眼缺陷。
4）与粘土砂相比可以适当的减小加工余量，提高机械加工效率。
3.4现场控制1）造型工序最好使用震实台提高铸型的坚实度，保证型腔的几何形状和铸件的尺寸精度。
2）加强型芯的排气、多设出气孔和气道，在浇注过程中要保证型芯内的气体及时排出型外。
3）应注意刚起模的型芯不能立刻上涂料，因为刚起模的型芯树脂硬化反映还处于初期阶段，如果遇到水基涂料中的水分会影响硬化的正常进行。
如果刷醇基涂料立刻点燃也会使未反应的树脂过烧，影响型芯的表面湿度性。
4）夏天潮湿季节生产的时候，树脂砂型及型芯最好要进行表干处理，以祛除潮气，防止出现因“呛火”引起的气孔缺陷，铸型存放半小时后方可合箱浇注。
5）树脂砂铸件的材质控制：应充分利用树脂砂的保温性，生产过程中应分别采取措施，以确保材质质量。
4.呋喃自硬树脂砂铸件的缺陷分析及防止措施呋喃树脂砂与其它砂型相比，具有铸件缺陷少、废品率低，尺寸精度高，表面光洁，轮廓清晰等优点，但是：如果现场使用不当，也会出现质量问题，有时甚至引起成批报废，主要废品类别及解决措施如下：4.1气孔主要有两种：一是因树脂发气量大，气体来不及排出形成的侵入性气孔。
二是树脂中含氮的化合物，浇注后分解出的原子氮和氢进入铁液，冷凝时溶入的气体来不及析出，形成针孔。
防止措施：在满足型砂（芯砂）使用强度的条件下，降低树脂加入量，再者加强型芯的排气，浇注时应点火引气。
4.2粘砂原因是：树脂在500℃左右时分解，树脂膜被烧蚀、砂与砂之间的间隙增大丧失粘结力，铁液渗入形成机械粘砂。
防止措施为：(1))增加型芯紧实度，(2)厚壁处可采用特殊原砂：如锆英砂、铬铁矿砂、及冷铁等。
(3)刷耐火涂料及适当降低浇注温度，(4) 提高树脂本身耐热性增加糠醇含量等。
(5)在树脂中加入附加物提高热强度如：氧化铁、硼砂等。
4.3热裂：浇注薄壁铸件时，树脂砂型不能被烧透，形成一层坚固的结焦残碳层，阻碍铸件收缩，产生热裂纹。
防止措施；生产时不能只追求高的砂型强度，型芯应采用中空结构，铸型中可填入砂块或埋入塑性好的材料，提高型砂的退让性。
4.4铸件冲砂、夹砂、砂眼铸件在浇注时由于行径内清砂不干净，浇注后形成铸件夹砂，砂眼，再就是浇注时金属液体对浇口的高温冲刷，把浇口壁上的砂冲进行径内，造成铸件夹砂、砂眼。
防止措施：(1)提高型砂强度。
(2)把型腔内散碎砂清除干净。
4.5脉纹脉纹（脉状凸起、飞刺、飞翅）树脂硅砂、型（芯）表层在液态金属的包围下，表面及里面产生很大的温差，石英受热相变热膨胀，与此同时，呋喃树脂受热后其粘结桥突然收缩而脆化破裂，在膨胀收缩应力下导致表层开裂，金属液从裂缝渗入砂层，在铸件上形成毛刺状凸起，称之为“脉纹”它是呋喃树脂自硬砂所特有的一种表面缺陷，多出现在型（芯）拐角处，高温热节处，严重的呈网状分布，轻的只有1-2条存在，而且容易铲去。
呋喃树脂自硬砂工艺的推广应用
２ ）微 粉含 量
再生树脂砂的微粉 （ 指极细砂粒） 含景要求如表２
所示 。
裹 ２ 再 生 树 脂砂 的微 粉含 量
体的卷入 ， 才能解决树脂 自硬砂易产生气孔缺陷的毛 病。同时由于树脂砂常温强度高 ， 其砂铁比可控制在 ３１为宜 。 ： 拨模 斜度 比粘 土砂放 大 １４到 １ ２ 树脂 自 ／ ／。 硬砂 生 产 的铸件 尺 寸 准确 ， 近模 样 尺 寸 ， 接 故其 加 工 余量可减少１３ 总之 ， ／。 铸造工艺参数的调整是一个长 期过 程 ， 中牵 涉到工 人操 作 习惯 ， 木模 的利 用 ， 其 老 多 种 型砂工 艺 同时 使用 等 。
６
３ ）粒度
混制 树脂 自硬 砂 时 ， 新砂 按 占旧砂 ５ ～１ 的 Ｏ
比例 ， 同加 入到混 砂 机 ， 发现 再生砂 粒 度明显 细 一 在
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铸造 工程 触， 但通 过 培训使 他 们 顺利 地 掌握 了记 录方 法 ， 成 完
２ 铸 造 工艺参数 的调整 树 脂 自硬砂 工艺有 其 固有特 点 ， 不能 完全沿 用 故 原 有粘 土砂工艺 参数 。 做 到 ， 当提 高浇 注速 度 ｝ 应 适 缩 短 浇注 时 间 ， 保证 足够 的浇 注 压 力头 ， 防止 紊 流与 气
旧砂残存的可燃性物质总量的百分数。 生产不 同 材质铸件时， 旧砂的灼减量要求如表 １ 所示。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓｐ ｐ ｒｐ ｉｔｓ ｕ ｈ ｒ ｏｂ ｏ ｅｂ ｆ ｒ ｕ ｕ ａｉｉｇ ｎ － ａ ｅｆ ｒ ｎ—ａ ｄｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓｒ ｃ ｉ ａ ｅ ｏｎ ｏ ｔｔ ｅｗｏ ｋ ｔ ｅｄ ｎ ｅ ｏ ｅｐ ｐ ｌｒｚｎ ｏ— ｋ ｕ ａ － ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｂ ｓ ａ ｄ ａｓ ｅｉ —ａ ｄ ｐ ｅ ａ ａ ｉｎ ａ ｄ ａ ｐｉａ ｉｎ ｉ ｙ ｉａ ａ ｔ ｇ ． ｎ ｌｏｒ ｓｎ ｓ ｎ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｐ ｌ ｔ ｔ ｐ ｃ ｌｃ ｓｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｎ Ｋｅ ｗｏ ｄ Ｒｅ ｉ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｉａ ａ ａ ｔ ｒ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｙ ｒｓ ｓｎ ｓ ｎ ｃ ｎ ｇｃ ｌ ｒ ｍｅｅ ｐ ｐ ｉ ｔｏ ｃ
呋喃树脂砂在铸造生产中的应用及质量控制
呋喃树脂砂在铸造生产中的应用及质量控制摘要呋喃树脂砂是近20年来发展最快的铸造工艺之一,用呋喃树脂砂生产的铸件,尺寸精确、表面光洁、棱角清晰、废品率低,并能节约造型工时、提高生产效率、改善劳动条件和成产环境。
2007年,山东安信机械制造有限公司对铸造车间进行技术改造,建立了一条树脂砂生产线,再该条生产线正式投产前,通过对员工进行系统的技术培训,制定相关的规章制度和操作规范,顺利实现了由水玻璃砂生产工艺向树脂砂生产工艺的转变。
本文对铸造生产各工序的过程控制作一简单阐述。
关键词呋喃树脂砂;铸造;生产;质量控制1 铸造工艺的控制呋喃树脂砂的特点是瞬间发气量大,高温溃散性好,易产加成气孔、夹渣和冲砂缺陷,在设计浇注系统时,应坚持快速、平稳、分散的浇注原则,浇注系统的截面积要比粘土砂工艺稍大一些,内浇道要分散放置。
树脂砂强度高、刚性好,铸件不容易产生缩孔缺陷,故应采用相对较高的浇注温度,以避免出现气孔和夹渣缺陷,厚大铸铁件的浇注温度也不应低于1 320℃。
2 砂型质量的控制2.1 原材料的选择及要求2.1.1 原砂树脂砂工艺对原砂的要求很高,原砂的粒度应根据主要产品的壁厚来确定,由于我公司主要以生产薄壁铸件为主,且未配备原砂烘干设备,故选用了粒度为50/100目的烘干擦洗砂。
2.1.2 树脂、固化剂国内成产树脂、固化剂的厂家很多,但具有自主研发能力、具备完善的检测设备和严密可靠的质量保证体系的厂家屈指可数。
经检验、对比,我们选用了济南圣泉集团股份有限公司生产的环保型呋喃树脂和磺酸固化剂,树脂加入量一般为原砂重量的1.0%~1.2%。
3 型砂工艺参数的控制3.1 可使用时间在生产过程中,我们将型砂表面开始固化的时间作为型砂的可使用时间,一般情况下,型砂的可使用时间应控制在6~10min,对于大型铸型或砂芯,可使用时间可延长15min,通过调整固化剂的加入量来控制型砂的可使用时间。
3.2 型砂强度初强度:是指型砂在1h的抗拉强度,型砂的初强度应控制在0.1~0.4MPa。
自硬呋喃树脂热塑性的研究及应用
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3）江苏某铸造厂利用热塑 性自硬呋喃树脂到目前为止， 已累计生产各类铸钢件36件， 铸件重量由400kg到12500kg， 壁厚由60mm到500mm，最大单 件浇注重量22000kg。铸件表面 光洁，无裂纹、微裂纹、表面 气孔和皮下针孔等铸造缺陷， 如图7和图8所示，大大减轻了 后道清理、修补工序的工作量， 同时也提高了劳动生产率，降 低了铸件生产的综合成本。铸 件以100%的优良率赢得用户的 一致好评。
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• 注：1：普通呋喃树脂，2：热 塑性呋喃树脂；加热温度 1000℃
• 3）工艺调控简单：型砂可使用时间和硬化速度可控制范围相对较大， 受温度、湿度等环境因素影响相对较小，流动性更好，造型紧实容易， 常温强度适中，完全能满足中、大型铸件对铸型或砂芯的质量要求。 • 4）无刺激性气味，优化环境。行标JB/T 7526—2008《铸造用自硬呋 喃树脂》中规定：一级呋喃树脂中游离甲醛含量须≤1%，而热塑性自 硬呋喃树脂中游离甲醛仅为一级品的1/3，操作现场基本无刺激性气 味，优化了生产环境。 • 5）降本增效成效显著：旧砂回用率≥95%，灼烧减量稳定可控， 5 ≥95% 可减少新砂加入量3%～5%；铸件表面质量优良，铸件修补、清理、 检验工作量减少将近1/2，劳动生产率大为提高，生产周期大为缩短， 工人劳动强度大为减轻，产品质量稳定可控。 •
铸造技术：自硬呋喃树脂砂性能及优缺点
铸造技术：自硬呋喃树脂砂性能及优缺点进群须知，供应商和业务员禁止入群表面稳定性将经 24小时硬化后的φ 50×50试样称重 W 1；然后放在 14目筛上振动 2分钟，再称重 W 2，则表面稳定性为：SSI=W 2/W 1 × 100％砂型（芯）表面稳定性不足会导致冲砂及砂眼、机械粘砂等缺陷，一般来说表面稳定性的好坏与型砂常温强度的高低是一致的。
增加树脂加入量，选择合适的固化剂品种及加入量，不超过可使用时间，造型时适当的紧实，芯盒填砂面用刮刀墁平等等都可提高表面稳定性。
生产上要求砂型（芯）的互作表面（即与铁水接触的表面）稳定性应大于 90%，现场经验判定方法是用手指摩擦硬化后的型（芯）表面，一般以摸不下砂粒为准。
透气性它与硬化速度无关，与砂的粒型和粒度组成有关，颗粒越小，粒度越分散，含微分越多则透气性越差，粘结剂加入量多也影响透气性。
透气性好是呋喃树脂砂的一个优点，他弥补了有机铸型发气量大的优点，但也不可忽视采用集中通气等方式解决砂型和型芯的通气。
发气量呋喃树脂是有机粘结剂，型砂发气量主要与树脂的成分和加入量有关。
脲醛的发起量大，而糠醇和甲醛的发气量低。
加入量大，发气量相应增大而且发气时间也延长，但与发气的增长率不成比例。
千方百计降低树脂加入量之所以成为树脂砂互艺最基本的问题之一，除了经济上的原因之外，也是为了尽量降低砂型发气量，以减少铸件的气孔、呛火等缺陷。
由于发气量与型砂灼减量成正比，为方便起见，生产厂常以测定型砂灼热减量的方法代替测定发气量。
溃散性其指标用高温残留强度高低来反映。
将试样经 24小时硬化后放在 100、 200、300℃的电炉中保持一定时间，取出冷却至室温，测定其抗压强度。
残留抗压强度越低，说明溃散性越好。
一般说呋喃砂溃散性比较好，500℃左右残留强度为零。
实际砂型浇注后，由于树脂砂导热性较差，靠近铁水部分的砂层经受高温显示出较好的溃散性，但离铁水稍远一些的砂层受到热作用较小，残留强度仍然很高。
【坛友分享】浅析呋喃树脂自硬砂铸造的生产技术和应用
【坛友分享】浅析呋喃树脂自硬砂铸造的生产技术和应用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）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。
呋喃树脂砂的应用
呋喃树脂砂的应用武汉重型机床集团铸锻公司有机自硬性铸型的开发是非量产铸造生产方式的一大改革，其生产效率和尺寸精度大大高于原有各种造型工艺水平。
目前树脂自硬砂工艺的优越性已被国内许多厂家的生产实践所肯定，其工艺已用于浇注所有种类的金属铸件。
1呋喃树脂砂的特性呋喃树脂砂具有如下特性：1）毒性小、气味低、粘度低，型、芯强度高。
2）砂子流动性好，性能稳定，储存期长。
3）可使用时间和脱模时间可以控制。
4）浇注后包覆在砂粒表面的树脂膜易除去，旧砂易回收利用。
5）可浇注所有类型的金属铸件。
6）对原砂的酸碱性要求严格。
7）硬化过程受周围环境的温度、湿度影响大。
呋喃树脂的原材料和它的组成如下表：1．1 硬化特性一般情况下，铸造用树脂是有C、H、O、N等原子以不同的形式结合而形成的液态的有机化合物。
在树脂生产阶段，各种原材料分子在热和催化剂的作用下，初步聚合成具有两维空间的线形链状结构的初聚物分子。
而在铸造生产使用时，由于第二种催化剂（固化剂或硬化剂）的加入，促使分子间这种聚合反应继续进行并形成具有非常大的分子量的具有三维空间结构的不溶性的体形网状高分子聚合物。
当三维结构聚合反应发生在砂子之间时，所形成的网状树脂结构就将砂粒彼此粘结起来，形成坚硬的骨架结构。
也就是树脂产生固化反应而硬化了。
1．2 可使用时间与可脱模时间1）可使用时间：指混好的树脂砂可以用来造型制芯的时间。
树脂砂混好后不立即使用，而是停留一段时间后再制型或制芯，则硬化强度随砂的停留时间延长而降低。
树脂和催化剂混合物聚合反应速度越快，其可用时间越短。
测试树脂砂可使用时间方法通常有三种：1）测型砂的初抗压强度值。
2）测型砂的终抗压强度值。
3）经验判断法。
2）可脱模时间：指型、芯达到起模不致损坏的强度所需的硬化时间。
型、芯在起模前处在封闭硬化状态，水分不易蒸发，硬化较慢，起模后，水分易蒸发，硬化较快。
如环境的相对湿度低，硬化反应进行的较完全，硬化强度亦高；环境的相对湿度较高，则硬化强度低。
浅谈呋喃树脂自硬砂的生产及应用
场技师专业论文工种：铸造工浅谈呋喃树脂自硬砂的生产及应用摘要 (2)引言 (2)1.呋喃树脂砂性能的优缺点 (2)2.呋喃树脂自硬砂的生产工艺技术 (3)3.工艺及现场控制 (6)4.呋喃自硬树脂砂铸件的缺陷分析及防止措施 (8)5.结论 (9)参考文献 (10)本论文针对呋喃树脂自硬砂的坭芯生产，阐述了呋喃树脂自硬砂的原材料配比、混制及硬化工艺。
结合作者多年在实际生产工作中的经验，就生产中出现的实际问题进行分析和讨论，通过采取文中提出的控制、解决措施，有效地解决了铸件出现的气孔、粘砂、热裂、冲/夹砂、脉纹等铸造缺陷。
关键词：呋喃树脂自硬砂、铸造缺陷、夹砂、热裂、脉纹引言呋喃树脂自硬砂工艺是指在呋喃树脂砂中加入一定量的酸性固化剂，使之在芯盒或砂箱内经历一定时间后，在常温条件下通过自行硬化成型（不需烘烤或吹入硬化气体）的一种造型制芯工艺。
呋喃树脂自硬砂硬化反应机理可简单描述为：涂敷在砂粒表面的树脂在酸性固化剂的催化作用下，呋喃树脂分子上的活性氢、羟甲基与羟甲基之间发生缩聚反应和呋喃环上的双键打开发生加成聚合反应，形成三维网状结构固体树脂，使型（芯）砂硬化成型。
1.呋喃树脂砂性能的优缺点1.1优点1)铸件的尺寸精度高、外部轮廓清晰、铸件表面光洁，外观质量好、组织致密、铸件综合品质高。
2)呋喃树脂自硬砂具有较好的流动性，容易紧实，脱模时间可调节，硬化后强度高，在其后的搬运及合箱过程中不变形，因树脂砂的强度高，在浇注和凝固过程中基本上不会出现位移现象，所以铸件的尺寸精度高。
3)不用烘干，缩短了生产周期、节省了能源、芯砂易紧实、溃散性好、容易清理、大幅度降低了劳动强度，为实现机械化生产创造了条件。
1.2 呋喃树脂自硬砂的不足之处1)对原砂质量要求高2)在生产过程中有刺激性气味3)采用树脂砂生产，成本较高2.呋喃树脂自硬砂的生产工艺技术2.1 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、以及对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。
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/StSw---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，《1.51.3 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。
呋喃树脂砂的使用方法
呋喃树脂砂的使用方法由于树脂自硬砂具有尺寸精度高、生产周期短、铸件质量高等特点，该工艺越来越多地用在机床、阀门、铸管、模具等众多领域，成为改善铸件质量、提高工艺水平的一种重要工艺方法。
本公司以其先进的技术和可靠的质量控制体系生产多种型号的自硬树脂，以适应铸钢、铸铁、有色金属及特殊要求的场合，其产品被越来越多的铸造企业采用。
呋喃树脂自硬砂工艺的一个特点就是固化速度、脱模时间受温度、湿度影响很大，最佳的温度范围是20℃～30℃，湿度则是越低越好，这时无论是固化剂用量、树脂砂强度还是固化速度都较理想。
随着冬季的到来，固化速度明显降低，每降低8℃，固化速度就降低一半。
许多客户尤其是新客户常发现2-3小时也不能脱箱，影响生产速度，所以用户必须掌握树脂砂工艺的特性，采取必要措施来解决这个问题。
常用的方法有：⒈更换固化剂公司有针对不同季节使用的固化剂，当冬季到来之前，注意及时更换使用G09固化剂或酸值更大的固化剂。
⒉ 增加固化剂的用量增加固化剂用量可以显著提高固化速度，这是生产中常用的方法，但加入量不宜过高，一方面增加成本，另一方面对终强度有害，且增加发气量，易产生气孔等缺陷。
⒊ 提高砂温通过增加砂温调节装置来提高砂温。
⒋ 增加环境温度很多铸造车间冬季无取暖设备，温度只有0℃左右，严重影响了固化速度，为此可以在造型现场设置几个取暖炉适当提高环境温度。
⒌ 提高模具、砂箱温度，保持干燥对金属模型、芯盒、砂箱可以适当加热以提高固化速度，对木模、木砂箱一定要保持其干燥。
另外，温度对树脂、固化剂粘度影响较大，因而波及定量泵流量，为保证加入量准确，每天生产前需校验树脂、固化剂量。
树脂砂的可使用时间随着树脂种类的不同有很大变化，它是供用户选择生产方法、工装、设备的重要依据，因此有必要介绍一下可使用时间的概念及其检测方法，以便于用户更好地控制生产。
⒈定义：树脂砂的可使用时间是指从混砂完毕至放置到不能制作出合格型芯的这段时间。
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件
铬铁矿砂
Cr2O3>46% 粒度40/70目 细粉含量≤1.0% 酸耗值≤5ml 水分含量≤0.2% 灼减量≤0.5%
当然，再生砂性能指标与铸件质量也有直接关系!
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪树脂和固化剂的选择
树脂：无氮高糠醇呋喃树脂
固化剂：对甲苯磺酸或二甲苯磺酸
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪砂温控制
20℃～30℃
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪砂型强度
一般要求： 型砂终强度：0.6MPa～0.8MPa 芯砂终强度：0.8MPa～1.0MPa 复杂芯砂终强度：1.6～2.0MPa
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪树脂和固化剂加入量
实际树脂加入量：1.0%～1.2% 固化剂加入量：树脂加入量的30%～50%
参考文献
参考文献： ［ 1 ］李远才 . 铸型材料基础 [M]. 北京：化学工业出版社， 2009 ［ 2 ］于洪岩，周俊珍 . 呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工 艺控制要点[J].铸造设备与工艺，2011（3）：22-24 ［ 3 ］李小军，江国栋，等 . 一种快速测定铸造用自硬呋喃 树脂含氮量的方法[J].铸造，2014，63（4）：360-362
呋喃树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪工艺设计原则
多组芯造型 朝铸件表面填砂 铬铁矿面砂
慎重铸造缩尺
冒口树脂自硬砂生产大型铸钢件工艺▪生产操作注意事项
严控生产操作
举措
型芯紧实
涂料涂刷
型芯排气
砂型芯退让
结论
合格大型铸 有毒气体 发气量大 钢件
不利因素 增碳
热裂倾向 大 退让性差
疏漏之处，恳请指正！
谢谢！
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