再生砂生产中呋喃树脂再生砂的应用分析

技师专业论文工种：铸造工浅谈热芯盒法制芯用呋喃树脂砂在铸造生产中的应用及其对铸件质量的影响姓名：身份证号：等级：准考证号：培训单位：鉴定单位：日期:目录引言一、什么是热芯盒法制芯？二、热芯盒法制芯用呋喃树脂砂的组成材料1、树脂粘结剂2、催化剂3、硅烷增强剂4、原砂三、热芯盒法呋喃树脂砂的性能和配比1、性能要求2、热芯盒法呋喃树脂砂的配比四、呋喃树脂砂在应用过程中对铸件质量的影响及改善途径1、气孔2、热裂3、毛刺4、粘砂5、铸件表面质量差五、结束语摘要：针对热芯盒法制芯用树脂砂的性能配比，分析其对铸件质量的影响及改善途径。

关键词：呋喃树脂的组成性能和配比铸造缺陷改善途径引言：我是1995年8月由云南省机械厅技工学校毕业分配到昆明云内动力股份有限公司工作的，2000年开始接触热芯盒法制芯和呋喃树脂的配制，经过八年的学习实践，对热芯盒法制芯用树脂砂在铸造生产中的应用有了进一步的了解，现作简要介绍：一、什么是热芯盒法制芯？热芯盒法制芯是液态热性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，填入加热到180℃—250℃的金属芯盒内，使贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间内即可缩聚而硬化，而且只要砂芯的表层有毫米结成硬壳即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化，它为快速生产尺寸精度高的中、小砂芯（砂芯最大壁厚一般为50—75mm）提供了一种非常有效的方法，特别适用于汽车、拖拉机或类似行业的铸件生产。

二、热芯盒法制芯用呋喃树脂砂的组成材料1、树脂粘结剂热芯盒用树脂大多由尿醛、酚醛、呋喃（糠醇）树脂为基础改性而成的不同性能的树脂，现对常用的两种树脂作简要的介绍；1.1尿醛呋喃树脂：该树脂是尿素、甲醛的反应物—羟甲基脲和糠醇的缩合聚合物，由于羟甲基脲具有很强的反应活性，并由于尿素将氮引入到树脂中，因此，一般来说，树脂中羟甲基脲的含量相对提高，树脂的含氮量提高，固化速度就加快，吸湿性增大，粘度也增大，由于羟甲基脲中的N—H键的分解温度相对较低，加之随着树脂中羟中羟甲脲的含量相对较高，糠醇及其聚合物就相对较低，因此树脂耐热性能会降低，此种树脂综合性能好，价格便宜，易于控制，其中的氮含量变动较大，以适应不同条件的铸件生产，传统的呋喃Ⅰ型就属于这种树脂，该树脂对环境的影响因素主要是游离甲醛。

呋喃树脂砂生产工艺规程济南圣泉1 目的为规范呋喃树脂砂生产的操作过程，严格执行操作工艺，减少因违反工艺或操作不当产生的废品和降低的铸件生产成本，特制定本生产操作工艺规程。

2 适用范围本工艺规程适用于铸造厂内所有呋喃树脂砂生产全过程和与之相关的各类操作人员。

3 工艺规程3.1 主要原材料的技术要求或规格⑴、原砂（天然石英砂）粒度：30/50目（大件）或40/70目（一般件）；化学成分：SiO2 >93% 、含泥量< 0.2% 、含水量 <0.2%；微粉含量(140目筛以下) ≤0.5%、耗酸值<5ml 、灼减量<0.5%、粒型：圆形或多角形。

⑵、再生砂灼减量<3.0%；耗酸值<2.0ml；PH值<5 ；140目筛底盘<%；含水量<0.2%；粒形：圆形或次圆形。

⑶、呋喃树脂优先选用圣泉新型呋喃树脂；5吨以上球铁件选用SQG300圣泉树脂，技术指标：粘度(20℃)≤20mPa.s，密度(20℃m3，含氮量≤3.0%；24h抗拉强度>1.0MPa；游离甲醛<0.05%；小型球铁件或灰铁件选用SQG550圣泉树脂，技术指标：粘度(20℃)≤50mPa.s，密度(20℃m3，含氮量≤5.5%，，游离甲醛<0.05%。

注:采用圣泉有机磺酸固化剂，水不溶物的含量<0.1%，同时冷冻和随后的溶解之间要有可逆性。

固化剂为棕黄色或褐色透明液体，无肉眼可见的不溶物，在-15℃以上不应出现结晶。

为了保证稳定的型砂可使用时间和硬化速度，选用圣泉“a+b”固化剂自控仪。

⑸、涂料采用圣泉醇基涂料FQ507和FQ600。

要求涂料的固体含量高，粉料粒度细，粉料及黏结剂的耐火度高，抗爆热能力强等。

具体工艺性能要求有：FQ507密度1.1~1.3 g/cm3、FQ600密度1.5~1.9 g/cm3，粘度18~20s；悬浮性（2h）>98%；涂刷性、流平性、渗透性、抗裂性要好，涂层强度要高。

呋喃树脂自硬砂控制技术程利军零正技罗勇广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007)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。

1.2硅砂的角形系数硅砂的角形系数S=Sw／St图l试样抗拉强度与型砂粒度关系注：实验型砂组成的余量为0.212目以下Sw一硅砂的实际比表面积(cm2／g)St一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，最好≤1.15。

1.3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。

呋喃树脂砂铸造过程中应注意的问题及影响因素用呋喃树脂砂所生产的铸件有诸多优点，所以国内有越来越多的企业选择呋喃树脂砂进行铸造，但在生产的过程中，仍然存在着诸多需要注意的问题，文章就呋喃树脂砂铸造过程中的问题和影响因素进行分析和解决。

标签：呋喃树脂砂；铸造；问题；影响在铸造企业中，呋喃树脂砂的应用在近几年都是比较普遍的，并且，随着社会经济的发展，其工艺已达到成熟水平，发展也越来越快。

在铸造的过程中也有诸多优点，如：表面光洁、尺寸精确高、棱角清晰、废品率低、造型效率高等。

但是，在应用的过程中，仍存在很多的问题，文章就影响呋喃树脂砂铸造因素和存在的问题进行分析和解决。

1 铸造工艺对呋喃树脂砂铸造的影响及注意事项1.1 铸造的工艺呋喃树脂砂在铸造生产过程中有瞬间发气量大，容易产生气孔，高温的溃散性好等特点，也易出现夹杂和冲砂现象。

而在设计浇注系统的过程中，要按照以下原则：快速平稳、封闭底注、保证压头、严格挡渣。

因此，在铸造工艺设计中，浇注系统的截面积要比粘土砂工艺大，内浇道要分散放置[1]。

为了提高浇注系统挡渣的能力，可以在横浇道加入陶瓷过滤网。

为了避免在浇注过程中出现冲砂现象，也可用陶瓷管做直浇道和底注的内浇道。

因为呋喃树脂砂的强度高，所以在铁水凝固过程中不容易在产生缩孔，同时为了避免产生气孔或夹渣，所以在浇注时铁水温度一般也不低于1320℃。

1.2 模型质量对于中小批量生产的复杂铸件一般选用放置较久的干木料作为模型制作材料。

为保证模板的刚性和平整度，型板的面板可选用较厚的多层板材料。

对于中大型板，可以加装焊接的“米”字型槽钢框架进行加固，避免出现模型放砂箱后型板变形现象。

如对模型的精度和寿命有更高要求，在已有成熟铸造工艺并可接受增加的模型成本，可以选择铝型或树脂型，但缺点是不易改型。

工程技术人员也要在投产前对模型尺寸是否符合图纸和缩率的要求、是否符合设计工艺、是否适宜车间操作使用等问题进行确认。

2 铸造材料对呋喃树脂砂铸造的影响及注意事项原砂和树脂固化剂是呋喃树脂砂铸造中重要的铸造材料，它们的质量好坏直接影响铸件质量好坏。

第一章铸造用呋喃树脂砂概述一、自硬呋喃树脂砂的特点1. 优点:1)铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高；2)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；3)由于在各个工序中都最大限度的排除了影响铸型、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黏土可以提高1~2级，达到了CT7~9级精度和1~2mm/600mm的平直度，表面粗糙度大有改观；4)减轻劳动强度大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪声、矽尘等，减少了环境污染；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，可以制造出用黏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%左右的再生回收率。

在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害方面效果显著。

2. 缺点：1)对原砂要求较高，如粒度、粒形、SiO2含量、微粉含量、碱金属盐及黏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)与无机类黏结剂的铸型相比，树脂砂发气量较高，如措施不当，易产生气孔类缺陷；4)与黏土砂相比，成本仍较高；5)对球铁件或低碳不锈钢等铸件，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；6)浇注时有刺激性气味及一些有害气体发生，CO气发生量较大，需要良好的通风条件。

二、自硬呋喃树脂砂原辅材料1. 原砂：原砂品质对树脂用量，树脂砂强度以及铸件质量影响很大，某些工厂由于忽视对原砂质量的严格要求，给生产带来很多麻烦。

表1列举了不同大小和材质的铸件采用原砂的技术指标。

表1 树脂自硬砂用原砂的技术指标(质量分数，%)①微粉：对30/50、40/70筛号的原砂、140筛号以下为微粉；对50/100、70/140筛号的原砂，200筛号以下为微粉；对100/200筛号的原砂，270筛号以下为微粉。

再生砂生产工艺简述再生砂是指在使用过程中经过处理后重新利用的一种砂型材料。

再生砂生产工艺主要包括废旧砂分离、再生砂处理、砂型制备、再生砂质量控制等环节。

废旧砂分离是再生砂生产的第一步。

废旧砂是指已经使用过的砂型材料，其中含有一定比例的金属、有机物等杂质。

废旧砂分离的目的是将废旧砂与杂质进行有效分离，以便后续再生砂处理。

再生砂处理是再生砂生产的关键环节。

在这个环节中，主要是将废旧砂进行清洗、筛分等处理，去除其中的杂质和污染物。

常见的再生砂处理方式包括物理方法、化学方法和热处理方法。

例如，可以通过震动筛、磁选机等设备将废旧砂中的金属杂质分离出来，以保证再生砂的质量和性能。

砂型制备是再生砂生产中的重要环节。

再生砂经过处理后，需要按照一定比例与新鲜砂混合，进行砂型制备。

常用的砂型制备方法有冷硬砂型制备、热硬砂型制备和温硬砂型制备等。

其中，冷硬砂型制备是指在常温条件下制备砂型，热硬砂型制备是指在高温条件下制备砂型，温硬砂型制备是指在中温条件下制备砂型。

这些不同的制备方法适用于不同的铸造工艺和砂型材料。

再生砂质量控制是再生砂生产过程中的关键环节。

为了保证再生砂的质量和性能，需要对再生砂进行严格的质量控制。

常见的再生砂质量控制手段包括颗粒分析、强度测试、烧失量分析等。

通过这些手段，可以对再生砂的颗粒大小、强度和含水量等指标进行监测和检测，以确保再生砂的质量符合要求。

综上所述，再生砂生产工艺主要包括废旧砂分离、再生砂处理、砂型制备和再生砂质量控制等环节。

通过这些环节的处理和控制，可以有效地利用废旧砂，减少对自然资源的消耗，同时降低铸造生产成本，实现资源循环利用的目的。

再生砂生产工艺对环境保护和可持续发展具有重要意义。

２０　中国铸造装备与技术　１∕２０１７呋喃树脂砂强度影响因素研究樊武明１，　史国庆２，严江波２，杨霄峰２（１．陕西柴油机重工有限公司，陕西兴平　７１３１００；２．陕西柴油机重工有限公司，陕西兴平　７１３１００）摘要：通过对影响自硬呋喃树脂砂强度的研究，对影响树脂砂强度的主要因素进行了总结。

认为树脂加入量超过１．７％时，树脂砂强度将降低；固化剂加入量也应根据砂温和对砂型硬化速度的不同要求而不同，一般控制在３８％～５５％之间为宜；随着季节的不同，必须严格控制好砂温。

关键词：树脂砂强度；　树脂加入量；固化剂加入量；砂温；紧实度；微粉含量；含水量中图分类号：ＴＧ２２１；文献标识码：Ａ；文章编号：１００６－９６５８（２０１７）０１－００２０－０３ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－９６５８．２０１７．０１．００６ 收稿日期：２０１６－０７－０３稿件编号：１６０７－１４２６作者简介：樊武明（１９６９—），男，工程师，主要从事铸造设备及工艺的研究与管理工作．自硬呋喃树脂砂铸造生产工艺主要有以下优点：铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高， 型砂流动性好，铸型强度高等特点。

在生产实践过程中，树脂砂的强度作为工艺要求的重要指标，直接决定了铸件的表面品质。

我们通过大量试验研究，认为影响树脂砂强度的因素主要有：树脂加入量、固化剂加入量、砂温、紧实度、微粉含量、灼烧减量、含水量等，各种因素对树脂砂强度的影响具有一定规律。

1 树脂加入量的影响我们采用大林40～70目的水洗砂子作为原砂，树脂和固化剂采用湖北某树脂厂的配套产品，固化剂加入量为树脂加入量的45%，树脂加入量分别定为0.9%,1.0%,1.1%，1.2%，1.3%，1.4%～2.0%，分十组实验条件对全新砂的抗拉强度进行研究，获取的实验数据如图1。

图　１　树脂含量对树脂砂强度的影响随着树脂加入量的不断提升，树脂砂的强度在一定范围内呈线性规律提升，采用大林40～70目砂子作为原砂，在固化剂加入量45%的条件下，树脂加入量在1.2%～1.7%范围内，树脂砂强度随加入量明显提升，1.7%时树脂砂的24 h 终强度最高，超过1.7%时砂强度开始呈下降趋势。