【正文】 國內(nèi)用于自硬樹脂砂的硅烷偶連劑主要有以下三種硅烷衍生物： 表 23 國內(nèi)固化劑一覽表 生產(chǎn)廠 型號 外觀 總酸度 % （以硫酸計） 游離硫酸 % 粘度 ( 25 ℃ ） 厘泊 使用季節(jié) 衛(wèi)東化工廠 FFDGO3 深棕。因此44 樹脂對硅砂（砂粒）表面的附著強度大大提高了，所以樹脂自硬砂的使用機械強度也隨之提高了。表 23 列出了國內(nèi)一些主要商品固化劑的技術(shù)參數(shù)性 25 偶聯(lián)劑 —硅烷 硅烷在樹脂中主要是起加強作用。 對甲苯磺酸是白色結(jié)晶粉末，溶于水或酒精中使用，根據(jù)其酸值和濃度的不同，一般適合于春、夏、秋季使用，二甲苯黃酸則適應(yīng)性更強，根據(jù)其酸值和濃度的不同，一年四季都可使用。當(dāng)磷酸作固化劑時，制好的型芯吸濕性強，且磷酸在砂中容易蓄水，只有在球鐵或低碳不銹鋼鑄件的 情況下，為防止鑄件表面滲 S 而少量采用磷酸，一般再生回用砂不采用磷酸做固化劑；硫酸的腐蝕性強，配制時也有一定危險，雖然固化速度快，但終強度不高，也有在砂中蓄積的問題，只有在一次性 使用的自硬砂中，而且氣溫太低時才使用。 80 35 1 LF3 透明紅棕色 2040 85 ≤ 3 鄭州油脂化學(xué)糖醇廠 F7011 半透明 68 80 0 24 固化劑 自硬呋喃砂是以酸作為固化劑。 90 2 章丘縣助劑廠 FL86A 型 桔紅透明 20 90 3 1 章丘縣助劑廠 FL86A 型 桔紅透明 20 90 3 1 FL3 型 棕紅半透明 20 80 2 FL2 型 棕紅半透明 25 70 6 3 43 北京日化二廠 BFN0 棕紅色透明 ≤ 10 7 177。若 PH值過低，反映強烈，使樹脂粘度增大，故 PH值不宜太小，另外， PH值低時，樹脂固化程度較快，但終強度受一定影響，且樹脂的存放期也將縮短 .一般呋喃樹脂的 PH值取 為宜 . 6. 含水量 自硬樹脂的含水量有一定限制 ,含水量多會降低樹脂的粘度和型砂的 固化速度 ,還影響型砂的終強度及固透性 ,甚至影響鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷 .另外水分還會促使加入樹脂中的硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生水解失效 .所以自硬樹脂的含水量在技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定 ,一般高呋喃樹脂應(yīng)不大于 2%,中呋喃樹脂不大于 5%,低呋喃樹脂不大于 10%. 國內(nèi)自硬呋喃樹脂近年來發(fā)展較快，表 2— 2 列舉了一些主要的樹脂廠和所產(chǎn)樹脂的技術(shù)參數(shù)及性能。 4. 粘度 樹脂粘度大小對樹脂消耗量及混砂均勻性影響很大，如果樹脂粘度太大，則原砂表面包復(fù)層就較厚，加入量低時不易均勻，這在連續(xù)式攪籠混砂機的情況下更顯得重要，一般呋喃樹脂的粘度應(yīng)小于 100CPS，攪籠用的粘度最好小于 50CPS（ 25℃ ）糠醇含量提高可使樹脂粘度降低。但樹脂中游離甲醛刺激性氣味大，對人體健康不利，因此要求游離甲醛含量小于 %。有資料介紹，樹 脂中甲醛與尿素的克分子比一般在 — ，當(dāng)克分子比為 時型砂強度最高。從成本上來說，脲醛糠醇樹脂中，脲醛價格較便宜，糠醇很貴，所以樹脂中糠醇含量越高，脲醛的比例減少，樹脂的成本將提高。對鑄鐵件而言，在舊砂回用的情況下，也應(yīng)選用氮含量 %以下的樹脂。所以高氮的樹脂只能澆注有色金屬件。 2 、含氮量 當(dāng)含氮量在某一范圍內(nèi)時，隨含氮量的增加，呋喃砂的常溫強度提高，當(dāng)含氮量小于 1%時，常溫強度急劇下降。從圖 2— 1 所繪制的曲線可以看出，在 815℃ 時，不含糠醇的脲醛樹脂，其呋喃砂的殘留抗壓強度約 /cm 2，在 1371℃ 時，脲醛樹脂砂試樣不到 5 分鐘就潰散了，強度為零，當(dāng)含 40%糠醇時，強度就高的多了。隨著糠醇含量的提高，常溫強度增大 ,強度最高，當(dāng) FA量為 70— 80%時，常溫強度最高。 2 — 3 呋喃樹脂 一、呋喃樹脂的分類 1 、按樹脂組成分類 名 稱 代 號 組 成 脲醛 —糠醇樹脂 UF/FA 由尿素、甲醛、糠醇縮合而成 酚醛 —糠醇樹脂 PF/FA 由苯酚、甲醛、糠醇縮合而成 酚脲醛 —糠醇樹脂 UF/PF/FA 由尿素、苯酚、甲醛和糠醇縮合而成 甲醛 —糠醇樹脂 F/FA 由甲醛、糠醇聚合而成 2 、按糠醇含量分級（ UF/FA） 級 別 FA 含量 % 含 N 量 % 高 呋 喃 樹 脂 80 — 100 0 — 3 中 呋 喃 樹 脂 60 — 80 2 — 3 低 呋 喃 樹 脂 40 — 60 5 — 11 3 、按含氮量分級 名 稱 含 N 量（ %） 無 氮 樹 脂 0 ． 30 低 氮 樹 脂 0 ． 303． 0 中 氮 樹 脂 3 ． 0— 6． 0 高 氮 樹 脂 6 ． 0 二、主要技術(shù)參數(shù) 1 、糠醇含量 41 用酸作催化劑的呋喃樹脂，含糠醇量一般在 50%以上。使用同樣的樹脂，再生砂也比新砂的強度高，再生砂的水分含量也很低。 四、其他 再生砂與新砂相比，耗酸量大大降低，甚至呈負(fù)值。鑄鋼則要求在 以下。這時的灼燒減量稱為再生砂的灼燒減量 PK 則： 其中 B——每次混砂時粘結(jié)劑的加入量（樹脂和固化劑） R1 ——新砂添加量（ %） R2 ——澆注時燃燒去膜率（ %），取決于砂鐵比 S/M R3 ——再生去膜率 灼燒減量與鑄型發(fā)氣量成正比，所以灼燒減量高，則鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷。 二、灼燒減量 所謂灼燒減量（ LOI）是砂中有機物殘留量的一種度量。前者是因為除塵去掉一部分細(xì)粒及微粉，砂粒表面殘存有機物固化層等等；后者是因為砂粒的破碎等。以下介紹再生砂幾項主要性能。 表 2— 1 國內(nèi)幾種樹脂砂用原砂的性能 生產(chǎn)廠家 名稱 粒度、粒形 SiO2 含量 % 含泥量 % 耗酸值 ml 用 途 星子型砂礦 擦磨砂 S24/45 （ ○ □） ≤ 鑄鐵 S28/55 （ ○ □） ≤ 鑄鐵 S45/75( ○ □ ) ≤ 鑄鐵 大林型砂廠 水洗砂 55/100( ○ ) 鑄鐵 45/75 （ ○） 鑄鐵 75/150 （ ○） 鑄鐵 平潭精選硅砂廠 沉積砂 2S30/50 （ ○ □） 鑄鐵 3S50/100 （ □ ○） 鑄鐵 1S40/70 （ □） 鑄鋼、高級鑄鐵 1S50/100 （ □） 鑄鋼、高級鑄鐵 39 2 — 2 再生砂 對澆注后的樹脂砂經(jīng)砂塊破碎后的砂粒，通過 機械摩擦等方法將其表面殘留的固化樹脂層去掉一部分的處理叫樹脂砂有再生處理。如日本寧可從遙遠(yuǎn)的澳大利亞運砂國內(nèi)目前比較適合于樹脂砂用的原砂有大林水洗砂，星子擦磨砂、東山沉積砂、平潭沉積砂等。 使用再生處理砂時，由于新砂加入量少，耗酸量的影響較輕，但對于全部采用新砂的樹脂砂，耗酸量的影響則不可低估一般應(yīng)控制在 5 以下。前面也談到 ,原砂中 SiO 2 含量減少時，長石、云母和其它雜質(zhì)會增加，長石和云母兩種礦物中都含有堿金屬化合物 Na 2O、 K 2O，鈣長石和其它一些雜質(zhì)中則含有 CaO、 MgO 等，都是增加耗酸量的成分。 五、 PH值與耗酸量 原砂的 PH值對樹脂砂的固化速度及終強度有一定的影響，由于樹脂是在酸催化劑作用下脫水縮合固化 的，故當(dāng)原砂堿性較強時，需耗費額外的酸固化劑。國外一般要求原砂含水量小于 %，國內(nèi)一般要求小于 %。一般要求原砂含泥量應(yīng)小于 %。 微粉及含泥量嚴(yán)重惡化樹脂砂性能。粗砂的缺點是抗機械粘砂能力低。 原砂的粒形不僅影響樹脂砂加入量，同時還影響到樹脂砂的流動性及緊實程度，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。目前我國唯一生產(chǎn)擦磨砂的是江西星子砂礦。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)37 砂，角形系數(shù)小于 ，呈圓形。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。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)。 總之，在選擇原砂時， SiO 2 含量應(yīng)盡量高一些，不純物要少，當(dāng)然還與金屬的熔點和澆注溫度，鑄件壁厚等因素有關(guān)。云母的熔點為 1145－ 1270℃ ，比重 。 長石是鋁硅酸鹽，常見的有鉀長石（ K 2O、 AI 2O SiO 2）鈉長石（ Na 2O、 AI 2O 3 SiO 2）和鈣長 石（ 2CaO、 AI 2O SiO 2） ,長石比重 ,莫氏硬度 6－ 級，熔點 1100－ 1250℃ ，因其熔點低、硬度低、不耐磨、易粉碎，會降低樹脂砂的復(fù)用性和耐火度。石英比重 ，莫氏硬度七級，熔點 1713℃ ，具有耐高溫、耐磨損等優(yōu)點。這里我們主要討論樹脂砂對石英砂的要求。 36 2 — 1 原砂 一般仍選用天然石英砂。 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。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)到國外同類產(chǎn)品的水平。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。于是在這