酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂在泵类铸件上的应用
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）。
碱性酚醛树脂砂在石油铸钢件生产中的应用
摘 要 针 对铸钢 件 生产 中存 在 能耗 大和 污 染 大 的 问题 ，从 技 术 改造 的必 要 性 、可 行 性 、经 济
性进行 分析 ，确 定选 用碱 性 酚醛树 脂 自硬 砂 工 艺作 为技 术 改造 项 目，并 对设 备 进 行 选 型 ，对 生 产 过 程进 行全 面 质量控 制 。应 用 结果表 明，碱 性酚 醛树 脂 自硬 砂 具 有优 良的工 艺性 能和 良好 的环保 性 ，在铸 钢件 的生产 中能够 节 能减 排 ，改善 劳动 环境 ，提 高 生 产 效 率 ，扩 大 生产 能力 ，减 轻 员工 劳 动强度 。 与此 同 时，该材 料还 能提 高铸 件 质量 ，增 加铸 件 附加值 。
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关 键词 碱 性 酚醛 树脂砂 节 能减排 技 术 改造 石 油铸 钢件 出 ２批人 员 在 国 内外 进 行 铸 造 技 术 改 造 方 面 的调
引
言
研 。在 大量 调研 报告 的基 础 上 ，环保 性能 好 ，并能 有 效 防止 铸 钢生产 中出现 渗碳 、渗硫 、热 裂等 铸造
砂生产 工 艺 ，该 工 艺 存 在 劳 动 强 度 大 、生 产 效 率 低 、铸 件质 量 低 、 旧砂 不 能再 生 回用 、浪 费 资 源 、
污染环 境 等 问 题 ；２ ０ ０ ７年 产 出 ２１ ０ｔ 格 铸 件 ， ０ 合 消耗煤 ６ ０ ｔ ０ ，直 接 排 放 废 砂 ５０ ０ｔ ０ ，经 环 保 部 门 监测 ，排 放 Ｓ 质量 浓度 ８ ０ ｍ ／ ０ ６ ｇ ｍ ，排放 粉 尘 质 量浓度 ５ ０ｍｅ ｍ ，是 国家标 准 的 ５ ６倍 。在 瞩 目 ６ ， ／ ． 惊 的数据 面前 ，南 阳二机 高层 痛 下决 心 ，先 后 派 ｔ ９
酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂
三、铸钢对造型粘结剂的要求
• 铸钢件容易出现的铸造缺陷
气孔 裂纹 粘砂 缩孔 缩松 表面气坑 尺寸公差
• 粘结剂对铸钢铸件的影响
粘土砂：气孔 粘砂 表面气坑 尺寸公差 水玻璃砂：气孔 表面气坑 尺寸公差 树脂砂：气孔 裂纹 粘砂
• 型芯砂应具备的性能
一定的强度（高温、常温） 良好的退让性 高的透气性 低的发气量 好的经济性 环保无毒等
二、铸钢型芯砂的粘结剂
• 分类 无机粘结剂 有机粘结剂 油类粘结剂
1、无机粘结剂 粘土砂（湿型、干型、表干型） 水玻璃砂 水玻璃砂：吹CO2硬化 水玻璃加入量6%~8% 抽真空硬化（VRH）…1.8%~2.5% 有机酯自硬 …1.8%~2.5%
2、有剂粘结剂
呋喃树脂自硬：树脂加入量0.8%~1.5% 酚脲脘树脂自硬： …1.0%~2.0% 有机酯碱酚自硬： …1.4%~2.0% 吹CO2硬化碱酚： …2.5%~3.5% 冷芯盒树脂： …1.0%~2.0% 热芯盒树脂： …1.5%~2.5% 覆膜砂：酚醛树脂加入量1.0%~3.0% 3、油类粘结剂 植物油 矿物油
5-40min 5-40min
水玻璃：2.5-3.5% 固化剂：0.3-0.5%
5-90min
24h抗拉强度
型芯存放性 高温热塑性
0.6-1.6MPa
好，基本不吸湿 小
0.4-1.2MPa
好，吸湿少 较大
0.4-1.0MPa
一般，有吸湿 大
铸型退让性
发气量 铸件表面质量 尺寸精度
较差
中 好
较好
小 好
4、碱性酚醛树脂砂硬化特性
碱性酚醛树脂砂是一种典型的“渐硬型” 自硬砂，反应过程需要几十分钟到十几个 小时才能完成，通常将24小时的试样强度 作为终强度。硬化时间从理论上说应该是 混砂过程中自树脂与固化剂接触的瞬间开 始计起，但实际生产中，则通常是混好的 砂子自混砂机卸出时开始计起。
碱性酚醛树脂砂在铸钢件生产中的应1
碱性酚醛树脂砂在铸钢件生产中的应用山推铸钢有限公司孟祥忠一、前言在铸件生产过程中，造型制芯工艺占有十分重要的地位,它直接影响铸件的质量，生产成本，生产效率，资源利用及环境污染。
随着科学技术的不断进步，世界贸易的不断扩大，环境保护意识的增强，以及能源紧张、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。
为了适应二十一世纪节能、环保、优质、高效铸造的需要，在铸件生产中使用先进的造型制芯工艺是至关重要的。
先进的造型制芯工艺必须满足下述的要求：1.造型制芯容易操作，型芯质量稳定。
2.劳动环境好，对生态环境的污染小。
3.生产的铸件质量好，铸造缺陷少；具有较强的市场竞争力。
4.生产成本低，生产效率高。
5.最大限度地利用自然资源，节约能源。
山推铸钢公司的前身是山推股份公司下属的铸钢分厂，由于环境污染的原因由市区内搬迁到开发区的山推国际事业园内。
生产的产品主要是工程机械推土机、挖掘机上使用的普通碳钢铸件和低合金钢铸件。
在铸钢分厂时用的是Co2硬化水玻璃砂法造型制芯，在生产中存在型芯质量不稳定、铸件表面容易粘砂、清砂困难、砂眼类缺陷多等问题，再生难，旧砂利用率仅为5 0-60%。
铸钢件的质量不稳定，没有较强的市场竞争力。
但国内大多数的铸钢件生产采取的都是水玻璃砂法造型制芯；同时由于铸钢件仅在山推生产的推土机上使用，不存在销售问题，不用考虑成本；因此一直使用水玻璃砂法造型制芯。
其间针对上述问题也不断的想办法解决，但也是一直从改善水玻璃砂的性能方面着手，效果不是很理想。
值此搬迁的机会，公司领导决定采用一种全新的造型制芯工艺来解决使用水玻璃砂工艺产生的许多问题。
经过多次的考察、论证，充分了解了国内外铸造业的发展动态，最后决定采用酯硬化碱性酚醛树脂砂工艺。
经过了近三年的生产实践，取得了令人比较满意的结果：采用这种工艺造型制芯操作方便、气味小、铸件光洁、尺寸精度高、砂芯溃散性好，旧砂再生利用率达到85%，具有优良的综合性能。
碱性酚醛树脂砂在铸钢件上的应用研究
表 面质 量差 ， 寸精 度低 ， 尺 另外 该 型砂残 留强度高 ， 清
砂 工作 量 大 ， 旧砂再 生 困难 ， 砂排 放量 大 ， 废 对环境 有
影响。 ３ 水玻 璃砂 自硬 工 艺 ）
钢 件生 产上 使 用碱性 酚醛 树脂 砂较 为先 进 ， 件质 量 铸
也 会更 好 。
３ 试 验 方 案
完全 改 变 ， 然 存 在着 残 留强 度高 —— 溃 散性 差 ， 仍 旧 砂再 生 回用也 较 困难 、 铸件表 面 质量 不是 太好 。该工
艺 目前在 铸造 中应 用较 多 。
在试 生产 中 ， 用碗 形混 砂机进 行 工艺性 生 产试 应
验 ， 体 的试 验参数 为 ： 具
树脂 加 入量 １ ８ ， ． 固化 剂加 入 量 占树 脂重 量 的
２ 。 Ｏ
混砂 过 程为 ： 加入 干砂 ， 动混砂 机 ， 开 加入 固化 剂
（ 转第２ 下 ３页 ）
７
４ 呋喃树 脂砂 工艺 ）
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２０ ０ ６年第 ３期 （ 总第 １ ６期 ） ０ 实 用 的砂 处 理 系统 。 （ 其要 考虑 经砂处 理 后砂 温要 尤
确定 应慎 之 又慎 。
２ 国 内 铸 钢 工 艺 现 状
今在 很多 铸造 厂应 用 ， 其是 在铸 铁上 。该工 艺具 有 尤
型砂 强度 高 、 铸件 尺寸精 度高 、 产操作 简便 、 注后 生 浇
型砂 溃散 性好 、 并且 旧砂 可 回用 ， 、 有 良好 的存放 型 芯
性 ， 产效 率 高 ； 生 但是 它 有 不 足 ： 因其 含 氮 ， 孔倾 向 气 大； 含硫 ， 件 表 面有 渗 硫 倾 向 ， 铸 易导 致 微 观裂 纹 ， 球 铁 的表 面球 化不 良 ， 外其 高 温 强度 高 ， 致 退让 性 另 导 差， 特别 是铸 钢件裂 纹 较多 ， 这是 该工 艺致命 的不足 。 再 者其 固化剂 为 强酸 ， 有强腐 蚀性 。 ５ 碱性 酚醛树 脂砂 工艺 ） 该 工 艺是 目前最 新 的工 艺 ， 在 ８ 是 Ｏ年 代 末 开始 在 国内出现 ， 它适 合 于单件 、 小批 量铸 件生 产 。 应 用该 工 艺 铸 件 表 面 质量 好 （ ａ ２ ５ ５ ） 铸 Ｒ ｌ． ～ ０ ，
酯硬化酚醛树脂砂铸造工艺性能
酯硬化酚醛树脂砂铸造工艺性能
梁金茹;闵雪涛;郝敬禄;马群
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】1996()6
【摘要】介绍了酯硬化酚醛树脂砂的铸造工艺性能，指出该砂是目前具有发展前景的新工艺。
【总页数】2页(P42-43)
【关键词】酚醛树脂砂;有机酯;自硬砂;铸造
【作者】梁金茹;闵雪涛;郝敬禄;马群
【作者单位】中国船舶工业总公司第十二研究所,海军驻408厂军事代表室
【正文语种】中文
【中图分类】TG221
【相关文献】
1.酯硬化碱性酚醛树脂砂生产铸钢件的质量控制 [J], 韩永杰
2.酯硬化碱酚醛树脂砂旧砂干法再生系统 [J], 马惠龙;李树桢
3.铸造用CO2硬化碱性酚醛树脂的工艺性能优化 [J], 谭锐;张海东;王岩;于瑞龙;尹绍奎
4.酯硬化碱性酚醛树脂砂模拟再生试验 [J], 张江
5.酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件的质量控制探讨 [J], 詹云京
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树脂砂铸造车间烟气产生机理及治理措施
树脂砂铸造车间烟气产生机理及治理措施郝占喜1引言树脂粘结砂，简称树脂砂。
自从20世纪40年代中期人工合成树脂用于铸造生产以来，作为型砂粘结剂的树脂，品种不断增多，品质也不断改善。
目前，使用树脂砂的工艺方法，经不断发展之后，也日渐臻于完善，为大量生产薄壁、光洁、加工余量小的复杂铸件创造了条件。
树脂砂已成为大量生产优质铸件的基本条件之一、甚至作为首选工艺方法。
我公司为扩大规模、生产高端精密铸件，特引入呋喃树脂、碱酚醛树脂砂生产线各一条。
该工艺生产过程中使用含树脂的型芯粘合剂在固化、浇注时会产生某些有害的热分解产物。
本文目的在于针对呋喃树脂、碱酚醛树脂粘合剂在混砂、固化、浇注、冷却等工段时产生有害物质种类、数量及其热分解产物对工人健康的危害的分析，为评价作业环境和制定防护对策提供依据。
研究显示树脂砂铸造车间在造型、浇注中主要有害气体成分是：甲醛、苯酚、二氧化硫、氨、一氧化碳、硫化氢、苯、甲苯、二甲苯、粉尘、糠醛、糠醇、氮氧化物及氰化物。
1郝占喜（1988-），男，工程师，主要从事铸造技术、咨询工作。
第一章树脂成分及硬化机理1.1 呋喃树脂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”。
1.1.1 呋喃树脂的构成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。
酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件的质量控制探讨
酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件的质量控制探讨詹云京（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）摘 要：酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件的方法最早起源于英国，英国向世界展示这项新技术后，我国开始引进该技术，与此同时也展开了对这项技术的研究。
在我国传统的铸钢件铸造的过程中，会产生一定的废气，但是在用该技术生产铸钢件，不会产生氮、磷、硫等有害气体，能够在生产的同时做到环境的保护。
本文就该技术的特点展开分析，研究了酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件中的作用，探究了该技术背景下生产大型铸钢件的质量控制方法，最后根据生活实例，研究了该技术在我国的应用情况。
关键词：酯硬化碱性酚醛树脂；大型铸钢件；质量控制中图分类号：TG221 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0200-2我国传统的大型铸钢件生产主要采取自硬呋喃树脂砂技术，但是该技术生产的大型铸钢件经常会由于气体的产生，导致铸件表面出现气孔，成品外表面的花纹不整齐等现象，这影响了铸件的质量。
随着社会经济的发展，铸钢件生产行业在市场中的竞争压力逐渐增大，为了能够实现企业的长效发展，很多企业开始引进酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件，这使得很多传统的问题得到了有效的改善。
1酯硬化碱性酚醛树脂砂特点分析新技术背景下的树脂砂具有几个明显的优点。
第一，砂的质量容易控制，在铸钢件铸造过程中，原砂是最基础的材料，该砂的质量容易控制，所以在生产时，能够保障铸钢件的质量[1]。
其次是易成型，该砂在铸造的过程中，温度升高之后，硬化的速度比较快，所以容易成型，在成型后起模也比较方便，通过模具进行灌注生产，能够确保大型铸钢件的尺寸良好。
第三是不易氧化，传统的大型铸钢件表面氧化后，容易在铸件的表面出现褶皱的情况，影响铸件的质量，而液态钢在空气中不会氧化，所以通过该技术生产的大型铸钢件表面都会比较光滑[2]。
2酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件中的作用酯硬化碱性酚醛树脂砂生产大型铸钢件中主要有三个作用，分别是具有良好的水溶性、具有良好的黏性以及具有较高的硬度[3]，其具体的情况如下表1所示，下面我们就针对这三方面的应用进行逐一的分析。
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酯硬 化 碱 性 酚 醛树 脂 自硬 砂 在 泵 类铸 件 上 的应 用
刘 军 ，邹英 杰 ，张启 良
（ 山东双轮股份 有限公司 ，山 东威 海 ２４ ０ ） ６ ２ ３
摘 要 ：介绍了酯硬化碱性酚醛树脂 自 硬砂生产铸钢件的优势，对常用的自 硬砂工艺进行了对比， 指出国内碱酚醛树脂
Ｓａ ｄｔ ｍ ｐ Ｃａ ｔ ｇ ｎ ｏ Ｐｕ ｓｉ ｓ ｎ
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用水 玻 璃 ，碱 酚 醛两 种 工 艺生 产 ；烟 台冰 轮 （ 国） 韩 用碱性酚醛 工艺生 产核 电站 阀门铸 钢件 。其 他行业 如 ： 中国第二 重 型机械 集 团 ，广 州重 型集 团 ，太原重 型 集
其具有下列优点 ，而备受铸造厂 ，尤其是铸钢厂 的青睐。
（）该 种 自硬 砂不含 Ｓ 、Ｎ，高温浇 注时 ，不 会 １ 、Ｐ 释放 出Ｓ 有害气体 ，铸 件表 面不会 因渗 Ｓ 而 降低 Ｏ等 、Ｐ 质量 ，没有 因氮而产生 的气孑 缺 陷 。 Ｌ （）高 温下 具 有短 暂 的热 塑性 阶段 和二 次 硬化 特 ２ 性 ，缓 解 了砂 子 由于受 热膨胀 而 产生 的应 力 ，砂 型在 较 长 时 间 内不 被破 坏 ，从 而 既 可 防止 铸 件 产生 热 裂 、 飞 翅和脉纹 ，又可避 免砂芯 在高温 作用下 因强度过 低 ，
自硬砂存 在的主要技术问题 。论述 了酯硬化碱性 酚醛树脂 自硬砂的生产工艺 。详细介绍 了酯硬化碱性酚醛树脂 自硬砂 在生产水泵碳钢 、不锈钢类铸件上 的应 用情 况 ，以及 生产 中总结 出的一些经验 。对应用酯硬化碱性 酚醛树脂 自硬砂的 铸造 企业 提供一些借鉴 。
关键 词 ：酯硬化碱性 酚醛树脂 ； 自硬砂 ；固化剂 ；可使用 时间 ；起模时 间
Ｋｅ ｒ ｓ ｅｔｒ ｕ ｅ ｌａｉｅｐ ｅ ｏｉ ｓｎ ｓ ｌ ｃ ｒ ｇｓ ｎ ； ａ ｄ ｎ ｒ ｗｏ ｋｎ ｍ ｅ ｓｒ ｐｎ ｍｅ ｙｗｏ ｄ ： ｓｅ ｒ ｄａｋ ｌ ｈ ｎ ｌ ｒ ｉ ； ｅｆ ｕ ｉ ａ ｄ ｈ ｒ ｅ ｅ； ｒ ｉｇｔ ｃ ｎ ｃｅ － ｎ ｉ ；ｔｉ ｉｇｔ ｐ ｉ
中 图分类 号 ：Ｔ ２ １ 文献 标识 码 ：Ｂ Ｇ ２
文 章编 号 ：１０— ９７ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０ ２ ２０２— ４ ０ １４７ ２ １）０—２ ３０
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｔ ｒＣｕ ｅ ｋ ｌ ｅ Ｐｈ ｏｉ ｓｎ ＳｅｆＣｕ ｉｇ ｐ ｉ ｔ ｆＥｓｅ ｒ ｄ Ａｌａ ｉ ｅｎ ｌ Ｒｅ ｉ ｌ ｃ ｏ ｎ ｃ － ｒ ｎ
铸造生产 中比较常用 的 自硬砂 工艺有 ：ＰｐＳｔ］ ｅ．ｅ￣硬
砂工艺 、呋喃树脂 自硬砂工艺 、碱性酚醛树脂 自硬砂工
艺 、新型水玻璃 自硬砂 工艺。碱性酚醛树脂 自硬砂 ，因
目前 ，国 内泵 阀制 造企业 中嘉利特 荏原 铸造 厂 全
部采 用该 工艺 方法 生产 石化 泵 ；博泵 科技 铸钢 车 间采