【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 多種方法同時(shí)使用，以達(dá)到消除缺陷的目的。 ⑶.樹脂砂的熱塑性對(duì)鑄鋼件質(zhì)量的影響：我們公司生產(chǎn)的鑄鋼件中有許多挖掘機(jī)上使用的軸座類產(chǎn)品，在最初的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問題：一是軸孔加工后發(fā)現(xiàn)表面裂紋；二是鑄件內(nèi)腔尺寸普遍偏大，有些尺寸偏大已嚴(yán)重影響了產(chǎn)品在挖掘機(jī)上的使用。經(jīng)過分析分析是砂芯的退讓性差造撐的。同樣的針對(duì)裂紋問題可以有幾種解決方法。一是在芯砂中加入一定量的填充物；二是使用退讓性好的Co2硬化的樹脂砂；三是使用覆膜砂制做殼芯；以及其它的解決方法。這幾種方法都在使用，效果都不錯(cuò)。針對(duì)尺寸偏差問題就只能是局部增加工藝補(bǔ)正量，也較好的解決了問題。 任何一種工藝在實(shí)際生產(chǎn)使用中，都會(huì)產(chǎn)生許多問題。有很多問題只要積極地去解決，都能夠找到解決的方法。我們公司使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件已經(jīng)將近三年了，在期間碰到了許多問題，也解決了很多問題。其它使用堿性酚醛樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件的公司肯定也碰到了許多問題，相信有些問題的解決方法比我們公司的更好更合理。以上只是我們公司的一家之言，希望能夠起到拋磚引玉的作用，使得其它公司也把自己的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)贸鰜碜尨蠹覍W(xué)習(xí)借鑒。我們可以通過山東省鑄協(xié)安排的各種活動(dòng)，多在一起進(jìn)行交流，相互學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為了國(guó)內(nèi)的堿性酚醛樹脂砂工藝的完善盡一點(diǎn)微薄之力。努力地把堿性酚醛樹脂砂工藝在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用推廣開來，讓國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鑄鋼件質(zhì)量得到普遍的提高，使得國(guó)內(nèi)的鑄鋼件生產(chǎn)具有更加廣闊的前景 頁: [1] 樹脂砂工藝第一章 / 概論 1 — 1 自硬呋喃樹脂砂的概念 自硬呋喃樹脂砂的命名來源于英語的 Furan NoBake process，它表示以呋喃樹脂為粘結(jié)劑，并加入催化劑混制出型砂，不需烘烤或通硬化氣體，即可在常溫下使砂型自行固化的造型方法。通常被簡(jiǎn)稱為“冷硬樹脂砂”，甚至“樹脂砂”。以下介紹兩個(gè)基本概念。 一、呋喃樹脂的概念 由碳原子和其它元素原子 (如 O、 S、 N等 )共同組成的環(huán)叫做雜環(huán)、組成雜環(huán)的非碳原子叫雜原子。含有雜環(huán)的有機(jī)化合物叫做雜環(huán)化合物。所謂“呋喃”，是含有一個(gè)氧原子的五員雜環(huán)有機(jī)化合物，它是表示一族化合物的基本結(jié)構(gòu)總稱。在呋喃系中不帶取代基的雜環(huán)作為母體，叫做“呋喃”，它的衍生物則根據(jù)母體來命名。呋喃本身在互業(yè)上并無什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，卻是互業(yè)上的重要原料，它們是最重要的呋喃衍生物，糠醛學(xué)名叫α——呋喃甲醛，糠醇學(xué)名叫呋喃甲醇。它們的分子結(jié)構(gòu)如下：含有糠醇的樹脂稱為呋喃樹脂。作為鑄造粘結(jié)劑用的呋喃樹脂一般是用糠醇 (FA)與尿素、甲醛或苯酚等縮合而成的 ,如尿醛呋喃樹脂（ UF/FA）、酚醛呋喃樹脂 (PF/FA)、酚脲醛呋喃樹脂（ UPF－ FA)和甲醛——糠醇樹脂 (F/FA)等。 二、呋喃樹脂的硬化機(jī)理 根據(jù)呋喃樹脂的組成不同，分別可以通過加熱、通入硬化氣體或添加酸催化劑等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）的呋喃樹脂一般糠醇含量都超過 50%。其硬化機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，現(xiàn)在還未完全弄清楚，但基本的樹脂化反應(yīng)包括了糠醇的第一醇基和呋喃環(huán)的第五位氫之間的脫水縮合，此外呋喃環(huán)的斷裂生成乙酰丙酸，第一醇基間脫水生成醚和醛等等的反應(yīng)。圖 1－ 1為呋喃樹脂粘結(jié)劑的成分和代表性的呋喃自硬樹脂結(jié)構(gòu)的一例。 amp。8226。 初期階段 1 — 2 自硬呋喃樹脂砂的優(yōu)缺點(diǎn) 一、自硬呋喃樹脂砂具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1 ．鑄件表面光潔、棱角清晰、尺寸精度高。 這是由于樹脂砂造型可以排除許多使型（芯）變形的因素。如：（ 1）型砂流動(dòng)性好，不需搗固機(jī)緊實(shí)，減少了模樣（芯盒）的傷損和變形；（ 2）砂型（芯）固化后起模，減少了因起模前松動(dòng)模樣和起模時(shí)碰壞砂型（芯）引起的變形；（ 3）無需修型，減少了修型時(shí)引起的變形；（ 4）無需烘烤，減少了因烘烤造成的鑄型（芯）變形；（ 5）鑄型強(qiáng)度高、表面穩(wěn)定性好，故芯頭間隙小、分型負(fù)數(shù)小，減少了下芯、配模過程中鑄型的破損和變形，保證了配模精度；（ 6）鑄型（芯）硬度高，熱穩(wěn)定性好，可以有效地抵御澆注時(shí)的型壁退讓、遷移現(xiàn)象，減少了鑄型的熱沖擊變形（如脹砂等）；（ 7）型砂的潰散性好，清理、打磨容易，從而減少了落砂清鏟修整工序中對(duì)鑄件形狀精度的損害。 綜上所述，由于在各個(gè)工序中都最大限度地排除了影響鑄型、鑄件變形和損壞的因素，所以樹脂砂鑄件的鑄件表面質(zhì)量、鑄件幾何尺寸精度方面比粘土烘模砂可以提高 1— 2級(jí)，達(dá)到 CT79級(jí)精度和 1－ 2mm / 600mm的平直度，表面粗糙度更大有改觀。 2 ．造型效率高，提高了生產(chǎn)率和場(chǎng)地利用率，縮短了生產(chǎn)周期。 這是由于（ 1）、型砂流動(dòng)性好，不需搗固機(jī)緊實(shí)，節(jié)省了大量的搗固工作量，使造型操作大為簡(jiǎn)化； (2)鑄型強(qiáng)度高，節(jié)約了起模后修型工作量；（ 3）型（芯）上醇基涂料點(diǎn)干后可省去烘干工序，節(jié)約了工時(shí)和場(chǎng)地； (4)舊砂回收后干法機(jī)械再生，使砂 處理為封閉系統(tǒng)，便于機(jī)械化，可以節(jié)約大量舊砂處理，型砂混制、運(yùn)輸?shù)容o助勞動(dòng)；（ 5）型砂的潰散性好，落砂容易，修整工作量少、（ 6）節(jié)約了一些造型（芯）前的準(zhǔn)備工作量。如插芯固等。 根據(jù)一般統(tǒng)計(jì)，用自硬呋喃樹脂砂代替粘土烘模砂后，生產(chǎn)效率可提高 40— 100%，單位造型面積產(chǎn)量可提高 20— 50%。 3 ．減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，大大改善了勞動(dòng)條件和工作環(huán)境，尤其是減輕了噪音、矽塵等，減少了環(huán)境污染。 4 ．節(jié)約能源。這表現(xiàn)在取消了烘窯和水力清砂，提高了鐵水成品率，大大降低了壓縮空氣消耗，從而在節(jié)水、節(jié)電、節(jié)煤（焦）等方面效果顯著。 5 ．樹脂砂型 (芯 )強(qiáng)度高 (含高溫強(qiáng)度高 )、成型性好、發(fā)氣量較其它有機(jī)鑄型低、熱穩(wěn)定性好、透氣性好，可以大大減少鑄件的粘砂、夾砂、砂眼、氣孔、縮孔、裂紋等鑄件缺陷，從而降低廢品率，可以制造出用粘土砂難以做出的復(fù)雜件、關(guān)鍵件。 6 ．舊砂回收再生容易，可以達(dá)到 90— 95%的再生回收率。在節(jié)約新砂、減少運(yùn)輸、防止廢棄物公害等方面效果顯著。 二、自硬呋喃鑄型有一些缺點(diǎn)，應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策。 1 ．對(duì)原砂要求較高，如粒度、粒形、 SI0 2含量、微粉含量、堿金屬鹽及粘土含量等都有較嚴(yán)格要求； 2 ．氣溫和濕度對(duì)硬化速度和固化后強(qiáng)度的影響較大； 3 ．與無機(jī)類粘結(jié)劑的鑄型相比，樹脂砂發(fā)氣量較高，如措施不當(dāng)，易產(chǎn)生氣孔類缺陷； 4 ．由于硬化機(jī)理是脫水縮合型，故硬化反應(yīng)需一定時(shí)間，模樣的周轉(zhuǎn)率較低，不易適應(yīng)于大批量鑄件的生產(chǎn)； 5 ．與粘土砂相比，成本仍較高； 6 ．對(duì)球鐵件或低 C不銹鋼等鑄件，表面因滲硫或滲碳可能造成球化不良或增碳，薄壁復(fù)雜鑄鋼件上易產(chǎn)生裂紋等缺陷； 7 ．澆注時(shí)有剌激性氣味及一些有害氣體發(fā)生， CO氣發(fā)生量較大，需有良好的通風(fēng)條件。 1 — 3 自硬呋喃樹脂砂的發(fā)展概況 呋喃樹脂最早作為鑄型用粘結(jié)劑是 1958年在美國(guó)開始使用的，當(dāng)時(shí)是作為熱芯盒 粘結(jié)劑使用的。把它作為自硬性鑄型進(jìn)行研究是 1963年－ 1971年在英國(guó)進(jìn)行的。 這個(gè)期間從基礎(chǔ)研究到生產(chǎn)大鑄件都作了扎實(shí)的實(shí)用化研究。其結(jié)果，報(bào)導(dǎo)了用少量粘結(jié)劑能獲得很高的強(qiáng)度，鑄型潰散性好，鑄件尺寸精度高，生產(chǎn)效率提高等一系列優(yōu)點(diǎn)。為獲得今天這樣的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在歐美， 70— 80年代是自硬呋喃砂取得飛躍發(fā)展的時(shí)期。在日本將自硬呋喃砂用于生產(chǎn)一般鑄件是從1973年開始的，約十年左右，全國(guó)多品種小批量的中、大鑄件生產(chǎn)中有一大半過渡到用自硬呋喃鑄型來生產(chǎn)。這種發(fā)展趨勢(shì)至今方興未艾，盡管其他有機(jī)自硬鑄型開發(fā)了更多種類，然而現(xiàn)在占首位的仍然是自硬呋喃樹脂砂。在我國(guó)，七十年代開始研究自硬樹脂砂，但僅限于個(gè)別廠家和研究單位搞試驗(yàn)。從八十年代初，尤其是1982年以后，隨著改革開放政策的貫徹，我國(guó)與國(guó)外合作生產(chǎn)的工廠增多，不少合作生產(chǎn)的外國(guó)廠家都對(duì)鑄件生產(chǎn)提出來用自硬樹脂砂的要求，否則無法合作。對(duì)國(guó)內(nèi)來說，以出口產(chǎn)品為主，對(duì)鑄件質(zhì)量的要求也越來越高。于是在這種社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的新形勢(shì)下，在國(guó)外樹脂砂熱的推動(dòng)下，迫使我國(guó)廣大鑄造工作者們認(rèn)識(shí)到應(yīng)用自硬樹脂砂是造型工藝上的一場(chǎng)革命，是提高鑄件和機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑，是振興鑄造行業(yè)改變后面貌的必由之路，是機(jī)械產(chǎn)品躍入國(guó)際市場(chǎng)的基本保證。因此八十年代我國(guó)鑄造生產(chǎn)戰(zhàn)線上形成了“樹脂砂熱”。由于自硬樹脂砂最適合于多品種小批量的中大鑄件生產(chǎn)，所以機(jī)床行業(yè)、水泵行業(yè)、閥門行業(yè)和造船、石化等行業(yè)在樹脂砂推廣應(yīng)用中走在最前面。迄今為止，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已引進(jìn)樹脂砂處理生產(chǎn)線不下五十家，國(guó)內(nèi)有三大鑄機(jī)廠（重慶、保定、漯河）已正式生產(chǎn)成套樹脂砂設(shè)備。另外，生產(chǎn)原輔助材料的廠家遍布各省，原輔助材料的質(zhì)量進(jìn)步很快，有些已接近或達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。事實(shí)表明用樹脂砂工藝取代粘土烘模砂生產(chǎn)多種小批量中大鑄件是今后國(guó)內(nèi)鑄造業(yè)界的發(fā)展方向之一。 第二章 自硬呋喃樹脂砂的原輔材料 組成自硬呋喃樹脂砂的主要原材料有作為型砂骨料的原砂，作為粘結(jié)劑用的呋喃樹脂，作為催化劑用的酸類固化劑和作為添加劑的硅烷偶聯(lián)劑等，樹脂砂造型中必須的輔助材料有涂料、脫模劑、粘合劑、澆口陶管、分型劑等。原輔材料的好壞對(duì)樹脂砂鑄件質(zhì)量的影響很大，本章對(duì)以上主要原輔材料作一簡(jiǎn)單介紹。 2 — 1 原砂 一般仍選用天然石英砂。對(duì)于部分高合金鋼鑄件或特殊需要的情況下，也有選用鉻 礦砂或鋯砂等特殊骨料的。這里我們主要討論樹脂砂對(duì)石英砂的要求。 一、礦物成分與化學(xué)成分 原砂的主要礦物成分是石英（即 SiO 2）、長(zhǎng)石和云母，還有一些鐵的氧化物和碳化物。石英比重 ，莫氏硬度七級(jí)，熔點(diǎn) 1713℃，具有耐高溫、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)。若原砂中石英（ SiO 2）含量高，則原砂的耐火度和復(fù)用性都好。 長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，常見的有鉀長(zhǎng)石（ K 2O、 AI 2O SiO 2）鈉長(zhǎng)石（ Na 2O、 AI 2O 3 SiO 2）和鈣長(zhǎng)石（ 2CaO、 AI 2O SiO 2） ,長(zhǎng)石比重 ,莫氏硬度 6－ ，熔點(diǎn) 1100－ 1250℃，因其熔點(diǎn)低、硬度低、不耐磨、易粉碎，會(huì)降低樹脂砂的復(fù)用性和耐火度。 云母是種含鋁硅酸鹽，有黑白云母之分，白云母的成分為（ 3AI 2O 6SiO H 2O）。云母的熔點(diǎn)為 1145－ 1270℃，比重 。硬度很低，極易破碎，它在砂中的含量多少對(duì)原砂的復(fù)用性很有影響。 總之，在選擇原砂時(shí)， SiO 2含量應(yīng)盡量高一些，不純物要少，當(dāng)然還與金屬的熔點(diǎn)和澆注溫度，鑄件壁厚等因素有關(guān)。一般來說，鑄鋼用原砂 SiO 2含量應(yīng)大于 95％，鑄鐵應(yīng)大于 92％，有色金屬可以低一些。雜質(zhì)允許含量還與舊砂是否再生回用以及下面談到的耗酸量有關(guān)。 二、粒形和表面光滑度 對(duì)于粒形，要求園形或類園形，砂粒表面應(yīng)光潔平整，沒有孔洞或裂紋。這樣的砂粒表面積小，砂粒表面涂上一層薄膜所需的樹脂量少些。 一般用角形系數(shù)表示砂粒形園整度，人造石英砂雖然 SiO 2含量高，但粒形為多角形甚至尖角形，角形系數(shù)太大，需經(jīng)研磨處理，一般不采用。天然砂中角形系數(shù)最小的要算風(fēng)積砂，如內(nèi)蒙通遼一帶的大林標(biāo)準(zhǔn)砂，角形系數(shù)小于 ，呈圓形。為了改善粒形，對(duì)原砂最好進(jìn)行擦磨處理。目前我國(guó)唯一生產(chǎn)擦磨砂的是江西星子砂礦。該礦對(duì)原砂經(jīng)擦磨處理后，角形系數(shù)從 ，與此同時(shí)， SiO 2含量也從 93％（水洗砂）提高到 95％（ 45/75目）砂樣抗拉強(qiáng)度也由 /cm 2增加到 /Cm 2。 原砂的粒形不僅影響樹脂砂加入量，同時(shí)還影響到樹脂砂的流動(dòng)性及緊實(shí)程度，砂粒表面空洞裂紋不僅無效消耗樹脂，而且砂粒易碎，影響復(fù)用性及粒度保持性。 三、粒度分布及微粉含量 粒形相同的原砂，以粒度較粗的總表面積小，樹脂用量少，透氣性好，耐火度高。粗砂的缺點(diǎn)是抗機(jī)械粘砂能力低。一般多選用 30/50目、 40/70目為宜，為提高綜合性 能，本廠采用 30/70目的多篩號(hào)分