5.推广环保节能高效的树脂自硬砂工艺.pdf

推广环保节能高效的树脂自硬砂工艺 广环保节能高效的树脂自硬砂工艺 机械工业第九设计研究院 吴殿杰（长春 130011） 摘要: 由于全球范围内出现的环保能源危机以及日益激烈的市场竞争，部分国外制造商甚至 在中国大陆寻求铸件 OEM 供应商，借机转移环保能源危机并且以此降低制造成本。这样就 迫使国内铸造行业不断寻求环保节能、高效的绿色铸造方式，不断适应国家严格的环保及安 全卫生要求和激烈的市场竞争。本文通过全国近300 多家树脂砂铸造车间生产调查证明，树 脂自硬砂工艺在铸造行业应用越来越广泛，已被国内越来越多的铸造企业所接受。 主题词：树脂自硬砂 环保 节能 效益 1.国内树脂砂工艺应用概况 1.1 国内中小型铸造车间生产状况 目前，我国铸造行业单件小批生产的中小型铸造车间占很大比重，约占厂点数的85～90%， 约占全国铸件年产量的 50%左右。其中大部分仍采用较落后的生产工艺和方法，普遍存在着 铸件质量差，能耗大，工人劳动强度大，经济效益差的局面。近些年来，许多铸造生产厂家 为了适应市场经济的发展，尤其为适应引进产品制造技术及国外高质量铸件采购的需要，相 应地对现 铸造车间进行了技术改造。其中许多厂家采用了树脂自硬砂工艺。如太原矿山机 器集团公司、四川柴油机厂，重庆汽车发动机厂，天津内燃机厂、兰州石油化工机器厂、杭 州机床厂、沈阳第一机床厂、上海机床铸造一厂、沈阳重机厂、铁岭阀门厂以及许多机床厂 和阀门厂，水泵、兵器、船舶等行业都相继采用了树脂自硬砂生产工艺。据不完全统计，到 （1） 目前为止，国内大陆约有将近 300 多家铸造厂家(点)采用树脂自硬砂工艺 ，其经济效益和 社会效益非常显著。 1.2树脂自硬砂工艺 通常用于铸造生产的树脂自硬砂工艺 酸固化呋喃树脂自硬砂工艺和碱固化酚醛尿烷树 脂自硬砂工艺(PEP SET 工艺)。前者多用于机床、泵、阀体行业等中小批量铸件的生产，后 者多用于汽车铸造行业等批量较大的铸件生产。 “自硬法”(NO BAKE)就是不需加热的工艺。目前经常用于铸造生产的树脂自硬砂工艺还 有如下几种： 酸固化酚醛树脂砂工艺(呋喃替代品) (Phenolic/Acid) 碱酚醛酯树脂自硬砂（α—set 法）(Phenolic/Ester) 普通水玻璃CO 硬化(Silicate/ CO) 2 2 酯硬化改性水玻璃砂工艺(Silicate/Ester) 所 树脂自硬砂工艺所涉及到的都包括树脂组份、催化剂、添加剂以及温度、水份含量、 原砂质量、混砂操作等。 1.2.1 呋喃树脂自硬砂工艺 这是国内目前采用比较普遍且较为成熟的一种工艺，从树脂等原辅材料到造型、制芯、 再生设备等，国内都已形成一定的生产规模。 呋喃树脂自硬砂工艺能使砂型(芯)达到高的尺寸精度及砂铁(及其它合金)临界面的稳 定性，且脱模性好，又 高的抗拉强度和高温热强度，可用于脱箱造型，砂铁比可低于2:1， 这种工艺一般用于单件小批量生产性质的铸铁生产中。是许多机床、泵、阀门等铸件的主要 选择工艺之一。但是由于呋喃树脂砂高温退让性差，树脂中含 较高的N，固化剂中含 S， 因此一些壁厚不匀的铸钢件容易造成热裂，厚大铸钢件易造成N 气孔，一些高牌号球铁件易 造成球化衰退，一些低碳铸钢件还易造成增碳，如选用低氮低水份的高级呋喃树脂或采用不 推广环保节能高效的树脂自硬砂工艺 含N 和S 的碱酚醛酯树脂自硬砂（α—set 法）可以解决上述问题。 呋喃树脂的加入量通常是 0.9～2.0%(对砂子),催(固)化剂的加入量通常是 20～60%(对 树脂)。为了提高铸型的强度和耐湿性，往往还加些硅烷耦合剂。 1.2.2 PEP SET树脂自硬砂工艺 该工艺由两种组份即酚醛和异氰酸酯树脂再加入液体胺来促进型砂硬化。此工艺 独特 的硬化特性，即可使用时间与起模时间之比很高(达75%),在75%的可使用时间内,型砂流动性 极佳。起模时间可以根据催化剂的加入量而进行调节，一般从2～15min 可调，且硬化均匀。 PEP SET 树脂自硬砂工艺广泛用于铸铁，铸钢及 色金属铸造上，特别适用于中小型件 的高速造型。如太原矿山机器集团公司、四川柴油机厂、浙江新昌来 铸造 限公司、青岛 铸造机械厂、陕西金鼎机械