浅谈铸铁件呋喃树脂自硬砂生产技术及应用.doc

浅谈铸铁件呋喃树脂自硬砂生产技术及应用 作者：赵占良 我国加入世贸组织以后，铸铁件的出口量增长迅猛，与此同时国际市场对铸件的要求也越来越高。因砂型铸造中呋喃树脂粘结剂的应用，明显的提高了铸件的质量，给国内铸造行业带来了较为显著的经济效益，得到了铸造界的一致认同。但在生产过程中，也存在着一些问题，如果不加以重视和解决，势必会带来不必要的经济损失。因此，我们在树脂砂生产技术方面，作了一些工作与探索，为我公司进一步加大国外来图加工业务，拓宽出口范围，作出了努力。 1.呋喃树脂砂的优缺点 1.1优点 1) 铸件的尺寸精度高、外部轮廓清晰；铸件表面光洁，外观质量好；组织致密，铸件综合品质高。 由于树脂砂具有较好的流动性、易紧实、脱模时间可调节、硬化后强度高、在其后的搬运及合箱过程中不变形；因树脂砂的刚度高，在浇注和凝固过程基本上无形壁位移现象，所以铸件的尺寸精度高，它比粘土砂及油砂生产的铸件可提高1-2个级别。 2) 不用烘干，缩短了生产周期，节省了能源。 3) 省去了烘干工序，型砂易紧实，溃散性好易清理等，大幅度降低了工人的劳动强度，为实现机械化生产创造了条件。 1.2不足之处 1) 对原砂质量要求高； 2) 造型和浇注现场，在生产过程中有刺激性气味。 3) 采用树脂砂生产，成本较高，应综合考虑。 由上所述可以看出，树脂砂的优点较为突出，因此在国内得到了推广应用。 2.呋喃树脂砂的生产工艺技术 2.1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。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 含糠醇的树脂称为呋喃树脂，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。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。 4) 添加剂 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，可明显的提高树脂砂强度，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。 2.2呋喃树脂自硬砂的再生回用 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，因此砂温调节是必不可少的，尤其是再生砂的砂温。如果砂温能控制好的话，它即可提高生产效率，减少砂型损坏和铸造缺陷，又可减少数珠加入量，减低成本，改善作业环境。 2) 再生砂的质量指标 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。它随回用次数的增加，其增长率逐次下降，一般经过10～15次循环后即可达到稳定值。铸铁件生产可控制在2.5%之内。 灼减量和发气量之间几乎呈直线关系，可通过灼减量来推算发气量。如果能控制好灼减量粒度分布微粉含量，就可以有效的防止铸件出现气孔缺陷。 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。 3) 再生砂反复使用以后，砂粒易细粒化，将会影响型砂的透气性，生产过程应多加注意观察。 2.3混制工艺 1) 配比及混制 a混合料配比 呋喃树脂的加入量一般占砂重的0.8～1.5%，而固化剂的加入量占树脂重的20～70%，依据季节的温度变化来调节。 b混制工艺 造型最好采用连续式混砂机混制。一般是将原砂、再生砂、固化剂、树脂依次快速混合而成，随混随用。用间歇式混砂机时，应先加砂，开动混砂机后小心加入固化剂，混拌1～2min之后加入树脂，混匀后立即卸砂。制芯采用碗型混砂机(间歇式)，按所制芯的重量大小选择混制量的多与少。 2) 硬化工艺 树脂砂硬化速度与砂温、环境温度、空气湿度以及固化剂的种类、加入量关系很大。 a温度 原砂温度最好控制在20～35，原砂及工作环境温度过低，硬化速度会变得很慢，延缓了脱模时间，降低了生产效率；而温度过高，可使用时间过短，砂子的流动性变差，影响型芯的紧实。所以，应控制好硬化速度，合理控制树脂砂的可使用时间与脱模时间。 b固化特性 用可使用时间与脱模时间的比值来表示粘结剂的固化特性，比值愈大，表示该固化剂的固化特性愈佳，一般为0.3～0.5。 3.铸造工艺设计及生产现场工艺控制 3.1