树脂砂铸造工艺

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1、树脂砂铸造工艺第一章 / 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

2、做“呋喃”，它的衍生物则根据母体来命名。呋喃本身在互业 并 ， 它的衍生物 和 ， 是互业 的 原 ，它 是的呋喃衍生物， 名叫呋喃 ， 名叫呋喃 。它 的 子结构如下 含有 的树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂 的呋喃树脂一 是 (FA) 素、 或 等 合 成的 ,如 呋喃树脂 UF/FA 、 呋喃树脂 (PF/FA)、 呋喃树脂 UPF FA)和 树脂 (F/FA)等。 、呋喃树脂的硬化机 根据呋喃树脂的组成不同， 可以通加、通入硬化气体或加催化剂等方法使其固化。催化即“自硬” 的呋喃树脂一 含currency1 50%。其硬化机构“杂，在fifl ， 基本的树脂化 的第一 基和呋喃环的第五

3、”的 合， 呋喃环的生成，第一 基 生成和 等等的 。 1 1为呋喃树脂粘结剂的成 和代表的呋喃自硬树脂结构的一。 1 2 自硬呋喃树脂砂的 一、自硬呋喃树脂砂 有以下 1 铸 表 、 、 。 是由于树脂砂造型可以 使型 的素。如 1 型砂，不需 固机 ， 的 和 2 砂型 固化 ， 和 砂型 的 3 需 型， 型 的 4 需烘烤， 烘烤造成的铸型 5 铸型强 、表 稳定，故 头隙小、 型负数小， 下 、配程中铸型的破和 ，保证配 6 铸型 硬 ，稳定，可以有效地抵御浇注的型壁退让、迁移象， 铸型的冲击 如胀砂等 7 型砂的溃散，、打磨容易，从 落砂铲 整工序中对铸 状 的害。 综 所述，由于

4、在各个工序中currency1 大限 地 影响铸型、铸 和 的素，所以树脂砂铸 的铸 表 质、铸 几何 方 比粘土烘砂可以提 1 2级，达到 CT7-9级 和 1 2mm / 600mm的平直 ，表 粗糙 更大有改观。 2 造型效率 ，提 生产率和场地利 率， 短生产周 。 是由于 1 、型砂，不需 固机 ，节省大的 固工作，使造型操作大为简化 (2)铸型强 ，节约 型工作 3 型 基涂 干 可省去烘干工序，节约工和场地 (4)旧砂回收 干法机械再生，使砂 处为封闭系统，便于机械化，可以节约大旧砂处，型砂混制、运输等辅助劳 5 型砂的溃散，落砂容易， 整工作 、 6 节约一些造型 的准备工作。

5、如插 固等。 根据一 统计， 自硬呋喃树脂砂代替粘土烘砂 ，生产效率可提 40 100%，单造型 积产可提 20 50%。 3 轻劳强 ，大大改善劳条 和工作环境，尤其是 轻噪音、矽尘等， 环境污染。 4 节约能源。 表在取消烘窑和 力砂，提 铁 成品率，大大降低压 空气消耗，从 在节、节电、节煤 焦 等方 效 。 5 树脂砂型 ( )强 (含 温强 )、成型、 气 其它有机铸型低、稳定、 气，可以大大 铸 的粘砂、 砂、砂 、气 、 、 等铸 ，从 降低 品率，可以制造出 粘土砂 以做出的杂 、 。 6 旧砂回收再生容易，可以达到 90 95%的再生回收率。在节约 砂、 运输、 物 害等方

6、效 。 、自硬呋喃铸型有一些 ， 取 对 。 1 对原砂 ，如 、 、 SI0 2含、 含、 粘土含等currency1有 2 气温和 对硬化 和固化 强 的影响 大 3 机粘结剂的铸型 比，树脂砂 气 ，如不，易产生气 4 由于硬化机是 合型，故硬化 需一定， 的周currency1率 低，不易 于大“铸 的生产 5 粘土砂 比，成本 6 对铁 或低 C不fi等铸 ，表 fl 或fl碳可能造成化不或碳，壁杂铸fi 易产生 等 7 浇注有 气 一些有害气体 生， CO气 生 大，需有的通条 。 1 3 自硬呋喃树脂砂的 概 呋喃树脂 ”作为铸型 粘结剂是 1958在 使 的，是作为 粘结剂使

7、的。 它作为自硬铸型行是 1963 1971在英行的。 个 从基到生产大铸 currency1作 的 化。其结 ， 粘结剂能 “ 的强 ，铸型溃散，铸 ，生产效率提 等一系 。为 的 定基。 在，70 80代是自硬呋喃砂取 的 。在 本 自硬呋喃砂 于生产一 铸 是从 1973 的，约 ， 品 小“的中、大铸 生产中有一大 到 自硬呋喃铸型来生产。 至方 fi ， 其 有机自硬铸型 更 ， 在 的 是自硬呋喃树脂砂。 在， 代 自硬树脂砂， 限于个 和单。从 代，尤其是 1982以， 改 的 ， 合作生产的工 ，不 合作生产的 currency1对铸 生产提出来 自硬树脂砂的 ， 则 法合作。

8、对 来，以出 产品为 ，对铸 质的 来 。于是在 生产 的 下，在 树脂砂的 下， 使 大铸造工作 认识到 自硬树脂砂是造型工艺 的一场 命，是提 铸 和机械产品质的 径，是振 铸造行业改 貌的必由路，是机械产品入际市场的基本保证。 代铸造生产战线 成“树脂砂”。由于自硬树脂砂 合于 品 小“的中大铸 生产，所以机床行业、 泵行业、阀门行业和造船、石化等行业在树脂砂中走在 。迄为 ，据不fl 统计，已 树脂砂处生产线不下五 ， 有三大铸机 庆、保定、漯河 已正式生产成套树脂砂设备。另 ，生产原辅助材 的 遍布各省，原辅助材 的质步“快，有些已接近或达到 同产品的 平。事 表明 树脂砂工艺取代粘

9、土烘砂生产 小“中大铸 是 铸造业界的 方向一。 第 章 自硬呋喃树脂砂的原辅材 组成自硬呋喃树脂砂的 原材 有作为型砂骨 的原砂，作为粘结剂 的呋喃树脂，作为催化剂 的固化剂和作为加剂的硅烷偶联剂等，树脂砂造型中必须的辅助材 有涂 、剂、粘合剂、浇 陶 、型剂等。原辅材 的 对树脂砂铸 质的影响“大，本章对以 原辅材 作一简单介绍。 2 1 原砂 一 选 石英砂。对于部 合 fi铸 或特殊需 的情下，有选 铬 矿砂或锆砂等特殊骨的。 里 讨论树脂砂对石英砂的 。 一、矿物成 化 成 原砂的 矿物成 是石英 即 SiO 2 、长石和云母，有一些铁的氧化物和碳化物。石英比 2.55，莫氏硬 级，

10、熔 1713， 有耐 温、耐磨等 。若原砂中石英 SiO 2 含 ，则原砂的耐火 和 currency1。 长石是铝硅 ，常见的有钾长石 K 2O、 AI 2O 3、 SiO 2 钠长石 Na 2O、 AI 2O 3 SiO2 和钙长石 2CaO、 AI 2O 3、 SiO 2 ,长石比 2.54-2.76,莫氏硬 6 6.5级，熔 11001250，其熔 低、硬 低、不耐磨、易 碎，降低树脂砂的 和耐火 。 云母是 含铝硅，有黑白云母 ，白云母的成 为 3AI 2O 3、 6SiO 2、 H 2O 。云母的熔 为 1145 1270，比 2.7-3.2。硬 “低，极易破碎，它在砂中的含 对原

11、砂的 “有影响。 总，在选择原砂， SiO 2含 一些，不纯物 ， 的熔 和浇注温 ，铸 壁厚等素有。一 来，铸fi 原砂 SiO 2含 大于 95，铸铁 大于 92，有色 可以低一些。杂质允含 旧砂是 再生回 以 下 谈到的耗有 。 、 和表 滑 对于 ， 园 或园 ，砂 表 平整，没有 洞或 。 的砂 表 积小，砂 表 涂 一层膜所需的树脂 些。 一 系数表示砂 园整 ，人造石英砂虽 SiO 2含 ， 为 甚至尖 ， 系数太大，需经磨处，一 不 。 砂中 系数 小的 算积砂，如 蒙通辽一带的大林标准砂， 系数小于 1.2，呈圆 。为改善 ，对原砂 行擦磨处。目唯一生产擦磨砂的是江西星子砂矿

12、。该矿对原砂经擦磨处 ， 系数从 1.47 到 1.35， 同， SiO 2含从 93 洗砂 提 到 95 45/75目 砂 抗拉强 由 12.2Kg /cm 2加到 16.3Kg /Cm 2。 原砂的 不 影响树脂砂加入，同影响到树脂砂的 程 ，砂表 空洞 不 效消耗树脂， 且砂 易碎，影响 保持。 三、 布 含 同的原砂，以 粗的总表 积小，树脂 ， 气，耐火 。粗砂的 是抗机械粘砂能力低。一 选 30/50目、 40/70目为宜，为提 综合 能，本 30/70目的 筛号 布的砂。 含泥 恶化树脂砂能。由于 表 积“大，消耗树脂 固化剂影响 气 强 ，原砂中的泥份中 土 含 ，据介绍细 状

13、比 状耗值 大 3 10倍。一 原砂含泥 小于 0.3%。 四、含 树脂砂的硬化是 ，原砂含 影响树脂的固化强 固 ， 证明，含 由 0.2%升到 0.4%，型砂的抗拉强 可从 13.2kg /cm 2降低到 8.6kg /cm 2，固化从 30 钟延长到 70 钟。 一 原砂含 小于 0.1%， 一 小于 0.2%。所以对树脂砂 原砂 行干燥处。 五、 PH值 耗 原砂的 PH值对树脂砂的固化 终强 有一定的影响，由于树脂是在催化剂作 下 合固化的，故原砂 强，需耗费 的固化剂。砂的 PH值一 为 6.5 7.2，若使 砂， PH值为 9 ，耗可达 17以 ，其中 和 CaCO 3的耗 其它物质，不易固化，需经 冲洗或擦洗，擦磨处。 谈到 ,原砂中 SiO 2含 ，长石、云母和其它杂质加，长石和云母两 矿物中currency1含有 化合物 Na 2O、 K 2O，钙长石和其它一些杂质中则含有 CaO、 MgO等，currency1是加耗的成 。为原砂中含有 些不 于 的 物质，所以砂不 简单的 PH值 ， 耗。 使 再生处砂，由于 砂加入