温度变化对呋喃树脂砂固化剂加入量的影响

温度、湿度、固化剂酸度对呋喃树脂砂强度的影响周利军，马 文（宁夏共享化工有限公司，宁夏银川 750021）摘要：探究了环境温度、湿度、固化剂酸度对呋喃树脂砂强度的影响。

试验表明：环境温度过高或过低，初强度或者终强度都比较低，最适宜的温度范围在15～25 ℃；当环境湿度>90RH%时，呋喃树脂自硬砂强度急速下降，对湿度的敏感性极强，初强度只有0.3 MPa，终强度只有0.4 MPa；固化剂酸度过低，初强度或者终强度都比较低，固化剂酸度过高，初强度或者终强度都有可能为零，所以固化剂的酸度应根据铸造现场的要求随时调整。

关键词：温度；呋喃树脂砂；强度；湿度；固化剂酸度作者简介：周利军（1994-），男，本科，助理工程师，从事呋喃树脂粘结剂的研究工作。

E-mail: 1134059692@ 中图分类号：TG221+.1文献标识码：A文章编号 ：1001-4977 （2019）01-0049-04收稿日期：2018-02-26收到初稿，2018-04-27收到修订稿。

目前，自硬呋喃树脂砂造型在铸造生产中应用非常广泛[1-3]。

在树脂砂生产工艺中，环境温度、湿度、固化剂酸度都直接影响呋喃树脂砂型强度。

确定温度、湿度、固化剂酸度范围，以保证在完成制芯或造型过程中适应各种铸件所需要的强度，这对保证生产十分重要。

高温高湿、低温高湿这样的极端环境条件对呋喃树脂砂型强度的影响较大，严重的甚至可能影响生产。

固化剂酸度的高低也会导致砂型强度的高或低，酸度低，硬化慢，强度低，影响生产效率；酸度高，硬化快，砂型脆性大，没强度。

本文探究了环境温度、湿度、固化剂酸度对呋喃树脂砂型强度的影响，这对铸造现场生产具有指导意义。

1 试验材料和方法本试验所用材料为再生硅砂、呋喃树脂、固化剂，其主要理化指标见表1-3。

设备：泉州敬隆机械有限公司制造的混砂机和OM-MHU-50L系列温湿度方程式恒温恒湿箱，其温度范围-40～150 ℃（风冷式），温度波动度±0.1 ℃， 湿度范围20%～98%，湿度波动度±3RH%。

自硬呋喃树脂砂讲义第一章概论§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，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剂的造型方法。

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节杂环有机化合物，它是表示一族化合物的基本结构的总称。

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。

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与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的，如脲醛呋喃树脂，酚醛呋喃树脂，酚脲醛呋喃树脂和甲醛—糠醇树脂等。

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“硬化”）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。

§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）的损伤和变形；（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、起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（如膨胀等）；（7）型砂的溃散性好，清理、打磨容易，从而减少了落纱清铲修整工序中对铸型形状精度的损害。

【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。

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。