呋喃树脂砂工艺知识第一章概论
呋喃树脂砂混制工艺(精)
特点
适用范围 粘度（20℃） 密度（20℃） 技 术 指 标 糠醇定值 加入量 含氮量 水 分 游离甲醛
2.呋喃树脂砂混砂配比及工艺
混 砂 配 比
砂(21组) 树脂(占砂质量) 固化剂 (占树脂质量) 混砂工艺 树脂加入量% 固化剂加入量 (占树脂质量%) 脱模时间min 1h 抗拉 强度 4h 24h 备 注 注意事项 1 40 20~35 0.20 1.45 100% 0.8%~1.2% 20%~60% 100% 0.8%~1.2% 30%~70%
呋喃树脂砂混制工艺
（二）呋喃树脂砂混制工艺
1.呋喃树脂性能指标
树脂牌号 编 号 FL102 SQ003 FL104 SQ004 FL105 SQ005
外 观
淡黄色至红棕色透明液体
粘度低，易混砂，型砂流动性 好；气味小，游离甲醛含 量低，减轻环境污染，改 善了工作环境；树脂砂强 度高，保证铸件质量，降 低生产成本 灰铸铁件、有色铸件 ≤30mPa.s 1.15~1.18g/㎝3 (83±1)% ≤0.42% ≤7.0% ≤0.3%
淡黄色透明液体
粘度低，易混砂，型砂流动 性好；气味小，游离甲 醛含量低，减轻环境污 染，改善了工作环境； 含氮量低，可避免铸件 产生氮气孔 铸纲件、球铁件 ≤20mPa.s 1.15~1.18g/㎝3 (95±1)% ≤1.5% ≤3.0% ≤0.3%
淡褐色透明液体
粘度低，易混砂，型砂流 动性好；无氮，铸件 不会产生氮气孔缺陷； 强度高，可降低树脂 用量，降低成本，保 证铸件质量 各种铸钢件、大型球铁件 ≤30mPa.s 1.15~1.20g/㎝3 (90±1)% 0 ≤2.0% ≤0.3%
工 艺 性 能
当温度在25~35℃,相对湿度为70%~80%(夏季)时，用GSO4号固化剂 当温度在15~25℃,相对湿度为50%~70%(春秋季)时，用GSO3号固化剂 当温度在5~15℃,相对湿度为60%~70%(冬季)时，用GSO9号固化剂 当树脂与皮肤接触时。可能会对个别人产生轻微刺激作用，操作者应戴防护手套
呋喃树脂砂工艺
呋喃树脂砂工艺第一章/ 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1 — 2自硬呋喃树脂砂的优缺点一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点：1 ．铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高。
这是由于树脂砂造型可以排除许多使型（芯）变形的因素。
如：（1）型砂流动性好，不需捣固机紧实，减少了模样（芯盒）的伤损和变形；（2）砂型（芯）固化后起模，减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型（芯）引起的变形；（3）无需修型，减少了修型时引起的变形；（4）无需烘烤，减少了因烘烤造成的铸型（芯）变形；（5）铸型强度高、表面稳定性好，故芯头间隙小、分型负数小，减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形，保证了配模精度；（6）铸型（芯）硬度高，热稳定性好，可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象，减少了铸型的热冲击变形（如胀砂等）；（7）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。
呋喃树脂砂.doc
浅谈铸铁件呋喃树脂自硬砂生产技术及应用作者：赵占良我国加入世贸组织以后，铸铁件的出口量增长迅猛，与此同时国际市场对铸件的要求也越来越高。
因砂型铸造中呋喃树脂粘结剂的应用，明显的提高了铸件的质量，给国内铸造aa 行业带来了较为显著的经济效益，得到了铸造界的一致认同。
但在生产过程中，也存在着一些问题，如果不加以重视和解决，势必会带来不必要的经济损失。
因此，我们在树脂砂生产技术方面，作了一些工作与探索，为我公司进一步加大国外来图加工业务，拓宽出口范围，作出了努力。
1.呋喃树脂砂的优缺点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。
由于树脂砂具有较好的流动性、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；因树脂砂的刚度高，在浇注和凝固过程基本上无形壁位移现象，所以铸件的尺寸精度高，它比粘土砂及油砂生产的铸件可提高1-2个级别。
2) 不用烘干，缩短了生产周期，节省了能源。
3) 省去了烘干工序，型砂易紧实，溃散性好易清理等，大幅度降低了工人的劳动强度，为实现机械化生产创造了条件。
1.2不足之处1) 对原砂质量要求高；2) 造型和浇注现场，在生产过程中有刺激性气味。
3) 采用树脂砂生产，成本较高，应综合考虑。
由上所述可以看出，树脂砂的优点较为突出，因此在国内得到了推广应用。
2.呋喃树脂砂的生产工艺技术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。
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，应加控制。
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。
呋喃树脂砂铸造生产工艺流程
呋喃树脂砂铸造生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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论呋喃树脂砂铸造过程中应注意的问题及影响因素
论呋喃树脂砂铸造过程中应注意的问题及影响因素【摘要】呋喃树脂砂铸造是一种常用的铸造工艺，但在实际应用过程中常常会遇到一系列问题和影响因素。
本文从呋喃树脂砂铸造的特点入手，探讨了在砂铸过程中经常出现的问题，包括浇注性能、强度和脱模性能等方面。
还分析了影响呋喃树脂砂铸造质量的因素。
总结了在呋喃树脂砂铸造过程中需要注意的问题和影响因素，并提出了提升呋喃树脂砂铸造质量的建议。
通过本文的阐述，可以更好地了解和应对呋喃树脂砂铸造过程中的挑战，提高铸件的质量和生产效率。
【关键词】呋喃树脂砂铸造、问题、影响因素、砂型、浇注性能、强度、脱模性能、质量提升、建议。
1. 引言1.1 砂铸工艺简介砂铸工艺是一种常见的金属铸造工艺，它通过在模具中填充砂型，然后将熔化的金属倒入模具中，待金属凝固后，获得所需的铸件。
砂铸工艺具有成本低廉、适用范围广泛、生产效率高等优点，因此被广泛应用于各种机械零件、汽车零部件、建筑构件等领域。
在砂铸工艺中，砂型起着至关重要的作用。
砂型的制备需要考虑到金属液体的浇注性能、砂型的强度以及脱模性能等因素，以确保获得符合要求的铸件。
砂型的制备过程中还需考虑到砂铸过程中可能出现的问题，如气泡、缩孔、温度过高等，以避免影响铸件的质量。
呋喃树脂砂铸造是砂铸工艺中的一种重要分支，它利用呋喃树脂作为粘结剂，具有耐高温、抗水、抗粘性能优秀等特点，适用于铸造复杂形状、精密度要求高的铸件。
呋喃树脂砂铸造的发展为砂铸工艺的进步提供了新的思路和技术手段。
1.2 呋喃树脂砂铸造的特点呋喃树脂砂铸造是一种常见的铸造工艺，具有许多独特的特点。
呋喃树脂砂铸造具有优良的流动性和填充性能，能够有效填充铸型中的细小结构，使得铸件的表面质量更加平整光滑。
呋喃树脂砂铸造具有较高的抗压强度和耐高温性能，可以保证铸件在铸造过程中不易出现破损或变形现象，有利于提高铸件的质量和寿命。
呋喃树脂砂铸造还具有较好的模点燃性能，可以在砂型脱模时减少残留物的产生，提高生产效率和节约成本。
呋喃树脂生产工艺
呋喃树脂生产工艺、配方、方法传统的呋喃制备方法有糠酸脱羧法,糠醛氧化法和丁二烯氧化法,前两者因催化剂污染严重,稳定性差,能耗高而逐渐被淘汰,丁二烯法因其活性不高也存在应用的瓶颈.糠醛脱羰法因其原料的易得性,催化剂无污染,活性高和稳定性好等优点而成为目前呋喃制备的研究重点.该文系统考察了固定床连续流反应器中,Pt-K/Al2O3-TiO2催化剂上的糠醛临氢脱羰制呋喃反应的工艺条件,确定了最佳工艺条件为:过40~60目催化剂颗粒;装填量为6ml;温度:300℃;压力:0.3MPa;空速:1h<'-1;氢醛比(mol):2.此工艺条件下。
首先对呋喃树脂的合成工艺进行优化。
通过对影响树脂质量的几个因素进行研究，通过对数据的分析，得出了优化的工艺方案为：碱性反应温度100℃，碱性反应时间1.5h，碱性反应pH值10，酸性反应温度100℃，酸性反应时间1h，酸性反应pH值6，脱水量占甲醛加入量的70％.为了验证工艺的好坏，结合树脂砂工艺对产品进行了测试：24h强度2.23MPa，游离甲醛含量0.47％，粘度54mpa·s。
对于降醛工艺的研究，通过对生产树脂各原料摩尔比的优选，使物料中的甲醛反应充分彻底。
还加入了降醛剂尿素、K液和氧化淀粉，测得游离甲醛的含量可以达到0.1％左右。
为了降低树脂的价格，分别采用价格便宜且性质活泼的材料。
在前期研究的基础上,对以共沉淀法制备的糠醛气相加氢催化剂所用沉淀剂进行了改进,去掉了催化剂制备过程中复杂的水洗工序.实验证明,以NH4HCO3取代Na2CO3做沉淀剂是可行的.同时,作者还通过XRD、TPR、BET、TEM等技术手段探讨了Cu/Zn比、助剂、铝组分引入形式、制备温度、制备方法等对催化剂物化结构及活性的影响.结果表明：催化剂最佳Cu/Zn比为1～1.2;助剂镁的加入对催化剂活性组分起到了很好的分散作用,提高了催化剂活性;在铝组分的引入形式上,用Al（OH）3形式引入铝组分要比用Al（NO3）3好。
铸造呋喃树脂自硬砂工艺
目前，世界上最常用的自硬性呋喃树脂有以下三种类型：(1) 脲醛呋喃树脂；(2) 酚醛呋喃树脂；(3) 酚 脲醛呋喃树脂。现分述于下。
1. 脲醛呋喃树脂(UF/FA) 它是由尿素、甲醛和糠醇三种组分缩合而成的。可以认为是糠醇改性的脲醛树脂。不含糠醇的脲醛树 脂常温和高温强度都较低，只能用作轻金属的型砂粘结剂。而100%糠醇的树脂需要加入较多的硬化剂，才 能有良好的硬化性能，型芯比较脆。一般用的酸自硬呋喃树脂，其糠醇含量都大于50%。糠醇含量越高，树 脂的高温强度也越高，耐高温冲刷和浸蚀性能越好，但树脂的价格则越贵。然而，随糠醇含量增加，树脂 的粘度降低，容易包覆在砂粒表面从而减少树脂加入量。反之，糠醇含量低，树脂中的含氮量相应提高， 铸件产生气孔类缺陷的倾向就越大。树脂中的含氮量基本能反映出树脂中脲醛的含量。因为氮的含量是脲 醛的1/4～1/5。例如，呋喃树脂中脲醛含量30%时，含氮量约为 7%。糠醇量低的 UF/FA树脂只用于铝、镁 合金用的自硬树脂粘结剂，可使出砂性良好。铸铁和铸钢件树脂自硬砂用粘结剂中糠醇含量应较高，大多 数铸铁工厂使用含氮量4～5%的UF/FA树脂。脲醛呋喃树脂为淡黄色到深褐色的粘稠液体。 由于分子中含有羟甲基、活性氢原子，以及呋喃环上的不饱和双键等活性基团，在酸性催化剂作用 下，分子间可以进一步发生失水缩聚和双键间聚合等交联反应，变成体型结构而迅速硬化。 2. 酚醛呋喃树脂(PF/FA) 它是由苯酚、甲醛和糠醇三种组分缩合成的。树脂中不含氮，或含极少量氮，适合生产铸钢件。在酚 醛呋喃树脂中，增加糠醇含量，可提高型芯的常温强度，高温强度也高，能够耐钢水的冲刷和压力。树脂 中糠醇含量相等的 UF/FA 和 PF/FA 树脂相比较，后者的常温强度较低，硬透性较差，树脂的脆性增加，有 增加铸件表面飞刺脉纹缺陷的倾向。但酚醛呋喃树脂砂的高温强度却是很好的。 3. 酚脲醛呋喃树脂(UF/PF/FA) 是由尿素、苯酚、甲醛和糠醇四种组分缩合成的共聚物树脂。它既有脲醛呋喃树脂的优点，又有酚醛 呋喃树脂的优点，同时又避免两种树脂的缺点。在合成树脂时，用苯酚代替一部分尿素制得的。
呋喃树脂砂造型制芯讲课要点
呋喃树脂砂造型制芯讲课要点一．基本概念1.呋喃树脂砂造型是以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，在常温下自行固化的造型方法优点：(1).型砂流动性好，容易紧实(2).固化后起模，减少了砂型的变形(3).无需烘烤，修型量少且简便(4).铸型强度高，减少了下芯、配模过程中的破损和变形(5).型砂的溃散性好(6).生产效率高，特别是大件的生产(7).减轻了劳动强度，大都采用连续式混砂机(8).旧砂的回收再生容易，能达到90%以上的回收率缺的：(1).对原砂要求高，如粒度、粒形、二氧化硅含量、微粉含量、含泥量等有严格要求(2).气温和湿度对硬化速度和固化后的强度有影响(3).发气量高(4).硬化时间长，模样的周转率低(5).砂的成本和设备投资高2.原砂粒度：40-70粒形：角形因数，圆形砂≤1.15，椭圆形砂＞1.15～1.30，钝角形砂＞1.30～1.45，方角形砂＞1.45～1.63，尖角形砂＞1.63。
二氧化硅：＞90%含泥量：＜0.2%含水量：＜0.1～0.2%3.再生砂灼减量：＜3%酸耗值：＜2MlPH值：＜54.呋喃树脂含有糖醇(FA)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,如脲醛呋喃树脂( 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。
(1). 脲醛呋喃树脂优点是强度高、韧性好、塑性好、价格便宜，缺点是随着含氮量增加，硬化后水分增加，脲醛呋喃树脂会出现沉淀，使树脂性能变差(2). 酚醛呋喃树脂优点是无氮、高温性能好、抗粘砂能力强，缺点是储存性差、黏度大、硬透性不好、砂型脆性大和常温强度低(3). 酚脲醛呋喃树脂具有上述两种基本特征，但仍然含有氮(4). 甲醛——糠醇树脂具有收缩率小，黏结力好和耐热性好的特点5.呋喃树脂的性能性能指标一般包括：含氮量、糖醇含量、游离甲醛含量、水分含量、黏度和密度含氮量对工艺性能的影响：常温强度高、塑性好、溃散性好，但高氮树脂会使铸件产生氮气孔呋喃树脂主要技术指标树脂按含氮量分：无氮＜0.3% 低氮＞0.3%～2.0%低氮＞2%～5.0%高氮＞5%～13.5%游离甲醛：A级＜0.4% B级＜0.8%黏度：无氮、低氮、低氮均为＜100mPa.s 高氮＜200mPa.s6.固化剂固化剂是强酸或中强酸，应满足如下要求：使型砂有一定的硬化速度；使型砂有一定的可使用时间；能配成低黏度或本身就是低黏度的液体；能长期储存而性能不变；对铸件无不良影响；对环境少污染或无污染固化剂通常用有机酸类，如苯磺酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸等7.添加剂一般加入硅烷作为偶联剂，用于提高型砂强度，降低树脂加入量；有时会加入甘油，目的是增加型砂塑性8.涂料采用醇基涂料，骨料有石墨粉、锆粉、镁砂粉、铬铁矿粉、刚玉粉等涂料的工艺性能：密度：1.25～1.35黏度：（6#涂料杯）∕s 6～7悬浮性：（2h）97%涂刷性：滑爽，不把砂型、砂芯表面沙粒带起流平行：涂覆后砂型、砂芯表面能自动清除刷痕不流淌性：垂直表面涂刷，涂料不往下流淌，不形成滴痕、不堆积渗透性：渗入砂层深度2-3倍砂粒直径涂层强度：涂刷后不剥落损坏，浇注时耐冲刷抗裂纹性：涂层在烘干和浇注时都不产生裂纹储存性：能储存一定时间并能保持一定的性能安全性：对人体和环境不产生有害影响涂料的施涂方法：有浸涂法、刷涂法、淋涂法、喷涂法等，对大型铸件，涂层厚度为1-2mm9.其它辅助材料脱模剂、封箱条、铸型修补胶黏剂等10.呋喃树脂砂的硬化特征呋喃树脂砂的强度与固化剂的关系：固化剂加入量不足时，型砂的强度低，随着固化剂加入量增加，强度随之提高，当强度到达峰值后，继续增加固化剂，强度则会急剧下降砂温对自硬砂强度的影响：在35℃以下时，提高砂温，不仅硬化快，而且终强度高，但超过40℃的砂，使型砂可使用的时间大大缩短，终强度和表面稳定性也会降低。
热芯盒用呋喃树脂砂
（三）热芯盒用呋喃树脂砂所谓热芯盒法制芯，是将由原砂、液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，吹射入加热到一定温度的芯盒内（热芯盒温度为），使贴近芯盒表面的芯砂受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化。
而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可从芯盒中取出，中心部分的芯砂利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化。
热芯盒法在世纪年代后陆续在欧美等国被逐步开发应用，其发展速度极为迅速，至今它在全世界的汽车、拖拉机及柴油机等行业广泛应用。
热芯盒法与壳芯（型）法相比，具有更高的生产率，造芯速率从几秒至数十秒；造芯用粘结剂成本低；芯砂的混砂设备简单，投资少。
呋喃型树脂砂呋喃型树脂砂是由糠醇与脲醛在乌洛托品的催化作用下缩合而成的，故又称糠醛改性脲醛树脂。
以呋喃型树脂配制的树脂砂，具有较高的高温强度，较快的硬化速度，较好的流动性和低的发气性。
但浇注时脲醛受热分解，逸出氨，氨分解成氮和氢，同时向金属中扩散。
因此，树脂砂中含氮量越高，铸件产生气孔缺陷的可能性就越大。
所以呋喃型树脂主要用于铸铁件。
呋喃型树脂砂的原材料及配方呋喃型树脂砂主要由原砂、呋喃型树脂、催化剂和附加物等组成。
原砂。
原砂可以使用任何干净、干燥的原砂。
一般选用粒度为组的中粒砂，要求砂芯有较好的透气性时，可选用稍粗的原砂。
对铸件表面要求很光洁的，可选用较细的原砂。
呋喃型树脂。
热芯盒法用呋喃型树脂中含氮量（质量分数），根据铸件合金种类来确定。
用于非铁合金铸件有高达以上的；国内一般铸铁件常用的呋喃型树脂的氮的质量分数高达；国外常用的为。
树脂加入量占砂质量的有些质量要求高的或较复杂的一些铸铁或非铁合金铸件，要求树脂中氮的含量为，甚至更低，这时常采用呋喃型树脂。
催化剂。
催化剂一般用氯化铵、尿素的水溶液，其配比为氯化铵尿素水（质量比）。
其中氯化氨起硬化作用，尿素的作用是与树脂硬化反应逸出的甲醛起反应，从而减小甲醛的刺激气味，改善劳动环境。
催化剂加入量为树脂质量的附加物。
论呋喃树脂砂铸造过程中应注意的问题及影响因素
论呋喃树脂砂铸造过程中应注意的问题及影响因素【摘要】呋喃树脂砂铸造是一种重要的砂铸造工艺，具有较高的生产效率和产品质量。
在砂铸造过程中，需要注意融化熔融金属的温度控制、选择合适的砂型材料以及处理砂模和金属液体相互作用等问题。
影响因素包括金属液体的性能、砂型材料的选择等。
呋喃树脂砂铸造存在一些问题，需要加强研究和探讨，以提高产品质量和生产效率。
未来，呋喃树脂砂铸造有着广阔的发展前景，需要加强对砂铸造过程中问题及影响因素的深入研究和应用。
.【关键词】呋喃树脂砂铸造、砂型浇注工艺、砂铸造过程中的注意事项、砂模与熔融金属相互作用、温度控制、金属液体性能、砂型材料选择、产品质量、发展前景、研究。
1. 引言1.1 砂铸造工艺的重要性砂铸造工艺是金属铸造中最常用的一种工艺方法，其重要性不言而喻。
砂铸造工艺可以实现金属件的大批量生产，同时又能够生产出各种形状和尺寸的金属铸件。
砂铸造工艺具有工艺简单、成本低廉、易于操作等优点，因此被广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造等领域。
在砂铸造工艺中，砂型起到了至关重要的作用，它不仅能够为金属液提供成型的空间，还能够承受金属液的冲击力和热冲击，并且在金属凝固后能够便于清理。
而要制作出质量优良的砂型，则需要掌握一定的工艺技术和经验。
金属的浇注过程也是砂铸造工艺中不可忽视的环节，浇注工艺的优劣直接影响着最终产品的质量。
砂铸造工艺的重要性在于它能够实现金属铸件的大规模生产，同时又能够灵活应对不同形状、尺寸的金属件的加工需求。
砂铸造工艺的发展不断推动着金属铸造行业的进步和发展。
1.2 呋喃树脂砂铸造的特点1. 高精度：呋喃树脂砂铸造可以实现复杂产品的高精度生产，尺寸精度和表面质量高，能够满足各种产品的要求。
2. 成型周期短：呋喃树脂砂铸造工艺简单，成型周期短，对模具要求低，适用于小批量生产和快速样品制作。
3. 环保高效：呋喃树脂是一种绿色环保材料，对环境无污染，且易于回收再利用，符合现代环保要求。
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呋喃树脂砂工艺知识第一章概论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。
呋喃本身在工业上并无什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，却是工业上的重要原料，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。
另附说明：由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物，习惯上称为呋喃树脂。
这类树脂的品种很多，其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
(1)糠醛苯酚树脂。
糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固生树脂，缩聚反应一般用碱性催化剂。
常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。
糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间，这一工艺性能使它适宜用作模塑料。
用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。
模压制品的耐热性比酚醛树脂好，使用温度可以提高10～20℃，尺寸稳定性、电性能也较好。
(2)糠醛丙酮树脂。
糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚，使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来，形成糠醛丙酮树脂。
(3)糠醇树脂。
糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。
一般认为，在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合，形成次甲基键，缩合形成的产物中仍有羟甲基，可以继续进行缩聚反应，最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。
呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能，因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。
固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀，在高温下仍很稳定。
呋喃树脂主要用作各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。
(1)耐化学腐蚀材料呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥，用作化工设备衬里或其它耐腐材料。
(2)耐热材料呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高，通常可在150℃左右长期使用。
(3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混休整使用，可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。
这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
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1 — 2自硬呋喃树脂砂的优缺点一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点：1 ．铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高。
这是由于树脂砂造型可以排除许多使型（芯）变形的因素。
如：（1）型砂流动性好，不需捣固机紧实，减少了模样（芯盒）的伤损和变形；（2）砂型（芯）固化后起模，减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型（芯）引起的变形；（3）无需修型，减少了修型时引起的变形；（4）无需烘烤，减少了因烘烤造成的铸型（芯）变形；（5）铸型强度高、表面稳定性好，故芯头间隙小、分型负数小，减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形，保证了配模精度；（6）铸型（芯）硬度高，热稳定性好，可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象，减少了铸型的热冲击变形（如胀砂等）；（7）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。
综上所述，由于在各个工序中都最大限度地排除了影响铸型、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粘土烘模砂可以提高1— 2级，达到CT7-9级精度和1－2mm / 600mm的平直度，表面粗糙度更大有改观。
2 ．造型效率高，提高了生产率和场地利用率，缩短了生产周期。
这是由于（1）、型砂流动性好，不需捣固机紧实，节省了大量的捣固工作量，使造型操作大为简化；(2)铸型强度高，节约了起模后修型工作量；（3）型（芯）上醇基涂料点干后可省去烘干工序，节约了工时和场地；(4)旧砂回收后干法机械再生，使砂处理为封闭系统，便于机械化，可以节约大量旧砂处理，型砂混制、运输等辅助劳动；（5）型砂的溃散性好，落砂容易，修整工作量少、（6）节约了一些造型（芯）前的准备工作量。
如插芯固等。
根据一般统计，用自硬呋喃树脂砂代替粘土烘模砂后，生产效率可提高40— 100%，单位造型面积产量可提高20— 50%。
3 ．减轻劳动强度，大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪音、矽尘等，减少了环境污染。
4 ．节约能源。
这表现在取消了烘窑和水力清砂，提高了铁水成品率，大大降低了压缩空气消耗，从而在节水、节电、节煤（焦）等方面效果显著。
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，可以制造出用粘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— 95%的再生回收率。
在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害等方面效果显著。
二、自硬呋喃铸型有一些缺点，应采取相应对策。
1 ．对原砂要求较高，如粒度、粒形、SI0 2含量、微粉含量、碱金属盐及粘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 ．与无机类粘结剂的铸型相比，树脂砂发气量较高，如措施不当，易产生气孔类缺陷；4 ．由于硬化机理是脱水缩合型，故硬化反应需一定时间，模样的周转率较低，不易适应于大批量铸件的生产；5 ．与粘土砂相比，成本仍较高；6 ．对球铁件或低C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；7 ．浇注时有剌激性气味及一些有害气体发生，CO气发生量较大，需有良好的通风条件。
1 — 3 自硬呋喃树脂砂的发展概况呋喃树脂最早作为铸型用粘结剂是1958年在美国开始使用的，当时是作为热芯盒粘结剂使用的。
把它作为自硬性铸型进行研究是1963年－1971年在英国进行的。
这个期间从基础研究到生产大铸件都作了扎实的实用化研究。
其结果，报导了用少量粘结剂能获得很高的强度，铸型溃散性好，铸件尺寸精度高，生产效率提高等一系列优点。
为获得今天这样的发展奠定了基础。
在欧美，70— 80年代是自硬呋喃砂取得飞跃发展的时期。
在日本将自硬呋喃砂用于生产一般铸件是从1973年开始的，约十年左右，全国多品种小批量的中、大铸件生产中有一大半过渡到用自硬呋喃铸型来生产。
这种发展趋势至今方兴未艾，尽管其他有机自硬铸型开发了更多种类，然而现在占首位的仍然是自硬呋喃树脂砂。
在我国，七十年代开始研究自硬树脂砂，但仅限于个别厂家和研究单位搞试验。
从八十年代初，尤其是1982年以后，随着改革开放政策的贯彻，我国与国外合作生产的工厂增多，不少合作生产的外国厂家都对铸件生产提出来用自硬树脂砂的要求，否则无法合作。
对国内来说，以出口产品为主，对铸件质量的要求也越来越高。
于是在这种社会生产发展的新形势下，在国外树脂砂热的推动下，迫使我国广大铸造工作者们认识到应用自硬树脂砂是造型工艺上的一场革命，是提高铸件和机械产品质量的重要途径，是振兴铸造行业改变后面貌的必由之路，是机械产品跃入国际市场的基本保证。
因此八十年代我国铸造生产战线上形成了“树脂砂热”。
由于自硬树脂砂最适合于多品种小批量的中大铸件生产，所以机床行业、水泵行业、阀门行业和造船、石化等行业在树脂砂推广应用中走在最前面。
迄今为止，据不完全统计，我国已引进树脂砂处理生产线不下五十家，国内有三大铸机厂（重庆、保定、漯河）已正式生产成套树脂砂设备。
另外，生产原辅助材料的厂家遍布各省，原辅助材料的质量进步很快，有些已接近或达到国外同类产品的水平。
事实表明用树脂砂工艺取代粘土烘模砂生产多种小批量中大铸件是今后国内铸造业界的发展方向之一。
第二章自硬呋喃树脂砂的原辅材料组成自硬呋喃树脂砂的主要原材料有作为型砂骨料的原砂，作为粘结剂用的呋喃树脂，作为催化剂用的酸类固化剂和作为添加剂的硅烷偶联剂等，树脂砂造型中必须的辅助材料有涂料、脱模剂、粘合剂、浇口陶管、分型剂等。
原辅材料的好坏对树脂砂铸件质量的影响很大，本章对以上主要原辅材料作一简单介绍。
2 — 1 原砂一般仍选用天然石英砂。
对于部分高合金钢铸件或特殊需要的情况下，也有选用铬矿砂或锆砂等特殊骨料的。
这里我们主要讨论树脂砂对石英砂的要求。
一、矿物成分与化学成分原砂的主要矿物成分是石英（即SiO 2）、长石和云母，还有一些铁的氧化物和碳化物。
石英比重2.55，莫氏硬度七级，熔点1713℃，具有耐高温、耐磨损等优点。
若原砂中石英（SiO 2）含量高，则原砂的耐火度和复用性都好。
长石是铝硅酸盐，常见的有钾长石（K 2O、AI 2O 3、SiO 2）钠长石（Na 2O、AI 2O 3 SiO 2）和钙长石（2CaO、AI 2O 3、SiO 2）,长石比重2.54-2.76,莫氏硬度6－ 6.5级，熔点1100－1250℃，因其熔点低、硬度低、不耐磨、易粉碎，会降低树脂砂的复用性和耐火度。
云母是种含铝硅酸盐，有黑白云母之分，白云母的成分为（3AI 2O 3、6SiO 2、H 2O）。
云母的熔点为1145－1270℃，比重 2.7-3.2。
硬度很低，极易破碎，它在砂中的含量多少对原砂的复用性很有影响。
总之，在选择原砂时，SiO 2含量应尽量高一些，不纯物要少，当然还与金属的熔点和浇注温度，铸件壁厚等因素有关。
一般来说，铸钢用原砂SiO 2含量应大于95％，铸铁应大于92％，有色金属可以低一些。