【正文】 模樣準(zhǔn)備 可以采用木模、金屬模和環(huán)氧樹(shù)脂塑料模，對(duì)單件要求不高的鑄件還可使用泡沫塑料做的一次性模樣。一般抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于 8— 10Kg /cm 2或抗壓強(qiáng)度大于 25— 30Kg /cm 2即可。需要指出的是，當(dāng)樹(shù)脂加入已混和有固化劑的砂中后，應(yīng)該在數(shù)秒鐘至半分鐘內(nèi)混好盡快出砂造型，不可在混砂機(jī)內(nèi)混制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。固化劑和樹(shù)脂分別通過(guò)定量泵先后加進(jìn)（單砂雙混）或分別加進(jìn)（雙砂三混法）攪籠里的砂中被螺旋葉片混合均勻后連續(xù)放出。 砂 + 固 化 劑 砂 + 固 化 劑 砂 + 樹(shù) 脂 根據(jù)混砂機(jī)構(gòu)造不同分為連續(xù)式混砂機(jī)和間歇式混砂機(jī)兩種。 第四章 樹(shù)脂砂的操作工藝 4 — 1 呋喃砂的混制 一、型砂配制程序 為了使樹(shù)脂、固化劑、偶聯(lián)劑能在最短的時(shí)間里均勻復(fù)蓋在砂粒表面，需利用混砂機(jī)混制。提高高溫強(qiáng)度主要通過(guò)提高樹(shù)脂中糠醇的比例。 高溫強(qiáng)度 是指式樣在高溫（如 900℃）狀態(tài)下測(cè)得的強(qiáng)度。 實(shí)際砂型澆注后，由于樹(shù)脂砂導(dǎo)熱性較差，靠近鐵水部分的砂層經(jīng)受高溫顯示出較好的潰散性，但離鐵水稍遠(yuǎn)一些的砂層受到熱作用較小，殘留強(qiáng)度仍然很高。殘留抗壓強(qiáng)度越低，說(shuō)明潰散性越好。 潰散性 其指標(biāo)用高溫殘留強(qiáng)度高低來(lái)反映。千方百計(jì)降低樹(shù)脂加入量之所以成為樹(shù)脂砂互藝最基本的問(wèn)題之一，除了經(jīng)濟(jì)上的原因之外，也是為了盡量降低砂型發(fā)氣量，以減少鑄件的氣孔、嗆火等缺陷。加入量大，發(fā)氣量相應(yīng)增大而且發(fā)氣時(shí)間也延長(zhǎng)，但與發(fā)氣的增長(zhǎng)率不成比例。 發(fā)氣量 呋喃樹(shù)脂是有機(jī)粘結(jié)劑，型砂發(fā)氣量主要與樹(shù)脂的成分和加入量有關(guān)。 透氣性 它與硬化速度無(wú)關(guān)，與砂的粒型和粒度組成有關(guān)，顆粒越小，粒度越分散，含微分越多則透氣性越差，粘結(jié)劑加入量多也影響透氣性。增加樹(shù)脂加入量，選擇合適的固化劑品種及加入量，不超過(guò)可使用時(shí)間，造型時(shí)適當(dāng)?shù)木o實(shí)，芯盒填砂面用刮刀墁平等等都可提高表面穩(wěn)定性。加入緩凝劑（如氯化鈣）可以減緩硬化速度和延長(zhǎng)可使時(shí)間。 其他影響硬化特性的因素 原砂耗酸量高，需耗費(fèi)一定量固化劑以中和砂中堿性物質(zhì)，故降低硬化速度和終強(qiáng)度。 砂溫低于 5℃，則硬化困難。 為此，根據(jù)氣溫與濕度的變化，需調(diào)節(jié)固化劑的品種和加入量。但當(dāng)環(huán)境溫度達(dá) 40℃時(shí)初強(qiáng)度隨較好，但終強(qiáng)度卻比 15℃還要低。 環(huán)境溫度和濕度 硬化速度隨環(huán)境溫度升高而加快，可使用時(shí)間也隨之減少。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判定起模時(shí)間，一般手持釘子向砂型（芯）中扎不進(jìn)去時(shí)，被認(rèn)為是可以進(jìn)行起模了。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)上判定可使時(shí)間的方法，一般是當(dāng)型砂開(kāi)始 發(fā)粘，呈粘連，即認(rèn)為已超過(guò)了可使用時(shí)間。超過(guò)可使用時(shí)間的秒，流動(dòng)性惡化，給制芯帶來(lái)困難，甚至無(wú)法做成，做成的強(qiáng)度也低，充填密度也小，表面穩(wěn)定性也差，容易引起沖砂和傻眼缺陷。如果將混制好的樹(shù)脂砂每隔一定時(shí)間作出一組式樣，分別測(cè)定他們的 24小時(shí)終強(qiáng)度，可以作出象圖 3— 2那樣的曲線。 二、樹(shù)脂砂可使時(shí)間 樹(shù)脂砂混制好以后，即開(kāi)始了樹(shù)脂的固化反應(yīng)，如果混制好以后停留一段時(shí)間再造型，則會(huì)將已經(jīng)交聯(lián)起來(lái)的部分樹(shù)脂鏈重新破壞，使得終強(qiáng)度惡化。 隨樹(shù)脂、固化劑的種類(lèi)和加入量的不同，以及溫度、濕度的不同，硬化曲線也各異，但硬化的三個(gè)階段是基本相同的。 從曲線可以看出，開(kāi)始有一個(gè)孕育期，這時(shí)反應(yīng)很緩慢，強(qiáng)度上升慢，然后強(qiáng)度迅增，到 5小時(shí)以后強(qiáng)度的上升又緩慢了，到 24小時(shí)后則升高非常緩慢，基本趨于穩(wěn)定值，故將 24小時(shí)的強(qiáng)度定為“終強(qiáng)度”。 第三章 自硬呋喃樹(shù)脂砂的工藝性能 3 — 1 呋喃砂的硬化特性 呋喃砂的硬化反應(yīng)從樹(shù)脂加入到已予混（即已加入固化劑）的混合料的瞬間起就開(kāi) 始進(jìn)行，圖 3— 1為經(jīng)時(shí)硬化特性曲線一例。 其它 如封火條、分型劑、濾渣片（網(wǎng)）、型芯通氣管等等，也都隨著樹(shù)脂砂互藝的推行而被開(kāi)發(fā)出來(lái)，目前輔助材料也逐步轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化生產(chǎn)。不僅可以簡(jiǎn)化造型分箱，且可防止?jié)部趦?nèi)沖砂等缺陷，克服了深澆口刷涂料的困難，使用時(shí)先將陶管按所需高度鋸好或接長(zhǎng)用膠紙貼住，再貼上彎頭，造型時(shí)埋在沙里即可。應(yīng)具有一定耐火度并可被鋸斷的性能。 澆口陶管 澆口陶管有φ 15—φ 150等口徑。它不能像粘土砂那樣可進(jìn)行簡(jiǎn)單的修型操作，這就需要特殊的粘合劑將破損部分粘到原處。 本廠研制的 ZLX— 1型樹(shù)脂砂脫模劑為不然性銀色液體，易涂自干，離型性好，一次涂刷可耐用數(shù)十次，薄膜均勻且不蓄積，不影響模型尺寸精度，涂刷面積達(dá) 6— 10M 2 /Kg，光亮銀色還可防止漏涂，可普遍使用于木模、金屬模、塑料模等。表 2－ 4為臨安造型材料廠生產(chǎn)的幾種鑄鐵涂料的主要性能： 表 2－ 4 幾種鑄鐵涂料性能 型 號(hào) 密 度 溶劑粘度 懸 浮 性 ％ 24 小時(shí) 發(fā)氣量 mL/g 急熱抗裂性 PH 值 LD101 乙醇 7－ 8 97 ≤ 20 無(wú)裂紋 8 － 9 LD102 水 7－ 8 97 ≤ 15 無(wú)裂紋 8 － 9 脫模劑 樹(shù)脂砂型（芯）的起摸是在砂型（芯）初步硬化后進(jìn)行的，不象粘土砂那樣可以松動(dòng)一下模樣。至少面層涂料應(yīng)使用石墨涂料，但需添加皓英粉以提高耐火度；粉料細(xì)度均應(yīng)細(xì)于 325目，以便于底層涂料有一定滲透深度，防止?jié)B鐵和脈紋。醇基涂料可以省去烘窯，提高效率和面積利用率，水基涂料則成本低，樹(shù)脂不會(huì)過(guò)燒，涂層質(zhì)量高（流平性及涂層厚度好）。 2 － 6 幾種輔助材料 樹(shù)脂砂對(duì)涂料的要求較粘土砂高，首先，呋喃砂的孔隙率高，而且有機(jī)粘結(jié)劑在高溫下不能承受較長(zhǎng)時(shí)間，這就要求涂料的固體含量高，粉料粒度細(xì)，粉料及粘結(jié)劑的耐火度高，抗爆熱能力強(qiáng)等。 硅烷加入樹(shù)脂后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)遇水分解，試驗(yàn)表明，加入一周后，其增強(qiáng)作用將降低 70％，故一般都是使用前臨時(shí)加入為宜。 （ 2） Y—縮水甘油丙基三甲氧基硅烷，商品名為 KH560，效果稍次于 KH550，加入量為樹(shù)脂的 %。XY2 淺棕色液體 ≥ 29 ≤ 10 10 ～ 15℃冬春 XY1 淺棕色液體 ≥ 23 ≤ 2 6080 低溫、高溫 東風(fēng)化工廠 PT1 白色或灰白色晶體 ≥ 23 ≤ 2 低溫、高溫 FFDGO9 棕色油狀 26 177。 低溫、高溫 FFDGO6 春、夏、秋 FFDGO7 國(guó)內(nèi)用于自硬樹(shù)脂砂的硅烷偶連劑主要有以下三種硅烷衍生物： 表 23 國(guó)內(nèi)固化劑一覽表 生產(chǎn)廠 型號(hào) 外觀 總酸度 % （以硫酸計(jì)） 游離硫酸 % 粘度 ( 25 ℃ ） 厘泊 使用季節(jié) 衛(wèi)東化工廠 FFDGO3 深棕色油狀液體 以下 因此樹(shù)脂對(duì)硅砂（砂粒）表面的附著強(qiáng)度大大提高了，所以樹(shù)脂自硬砂的使用機(jī)械強(qiáng)度也隨之提高了。表 23列出了國(guó)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(shù)脂中主要是起加強(qiáng)作用。 對(duì)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(qiáng)，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(shí)，制好的型芯吸濕性強(qiáng)，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(qiáng)，配制時(shí)也有一定危險(xiǎn)，雖然固化速度快，但終強(qiáng)度不高，也有在砂中蓄積的問(wèn)題，只有在一次性使用的自硬砂中，而且氣溫太低時(shí)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。 70 6 范道有機(jī)化工廠 JY852 透明棕褐色 ≤ 50 85 22 ≤ JY701 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 北京日化二廠 BFN0 棕紅色透明 ≤ 10 7 177。 表 2— 2 國(guó)內(nèi)自硬呋喃樹(shù)脂一覽表 生產(chǎn)廠樹(shù)脂型號(hào)外觀粘度（ 20℃）厘泊PH 值糖醇含量 %含氨量 %游離甲醛%興華化工場(chǎng)五型（ 902）型棕紅色透明50 177。 值 樹(shù)脂的反映過(guò)程中， PH值也是影響粘度的因素。我國(guó)衛(wèi)生頒布的“衛(wèi)生企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”（ TJ3679）中規(guī)定車(chē)間空氣中有害物質(zhì)甲醛的最高允許濃度為 3mg/m 3。隨著甲醛比例增加，樹(shù)脂中游離甲醛明顯增加，硬化速度也加快。 3 、游離甲醛 自硬呋喃樹(shù)脂合成時(shí)，甲醛用量對(duì)呋喃樹(shù)脂的性能有很大影響。一定的含氮量有利于減少呋喃樹(shù)脂的脆性，降低型砂的膨脹，有利于減少鑄件表面脈紋的產(chǎn)生。含氮量增加易使鑄件產(chǎn)生針孔，對(duì)于凝固區(qū)間較寬的鑄鋼來(lái)說(shuō)，對(duì)氮?dú)忉樋鬃顬槊舾?，希望采用低氮或無(wú)氮樹(shù)。與此相反，含氮量增加，降低熱強(qiáng)度。這就是為什么對(duì)黑色金屬選用高呋喃樹(shù)脂，而有色金屬只要用低色呋喃樹(shù)脂即可的原因。對(duì)于高溫性能而言，隨糠醇含量的增加，呋喃砂的熱強(qiáng)度也相應(yīng)提高。最常用的是脲醛糠醇樹(shù)脂。 2 — 3呋喃樹(shù)脂 一、呋喃樹(shù)脂的分類(lèi) 1 、按樹(shù)脂組成分類(lèi) 名 稱 代 號(hào) 組 成 脲醛—糠醇樹(shù)脂 UF/FA 由尿素、甲醛、糠醇縮合而成 酚醛—糠醇樹(shù)脂 PF/FA 由苯酚、甲醛、糠醇縮合而成 酚脲醛—糠醇樹(shù)脂 UF/PF/FA 由尿素、苯酚、甲醛和糠醇縮合而成 甲醛—糠醇樹(shù)脂 F/FA 由甲醛、糠醇聚合而成 2 、按糠醇含量分級(jí)（ UF/FA） 級(jí) 別 FA 含量 % 含 N量 % 使用同樣的樹(shù)脂，再生砂也比新砂的強(qiáng)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 。這時(shí)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(shí)粘結(jié)劑的加入量（樹(shù)脂和固化劑） R1 ——新砂添加量（ %） R2 ——澆注時(shí)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(jī)物殘留量的一種度量。前者是因?yàn)槌龎m去掉一部分細(xì)粒及微粉，砂粒表面殘存有機(jī)物固化層等等；后者是因?yàn)樯傲５钠扑榈取Ｒ韵陆榻B再生砂幾項(xiàng)主要性能。 2 — 2再生砂 對(duì)澆注后的樹(shù)脂砂經(jīng)砂塊破碎后的砂粒，通過(guò)機(jī)械摩擦等方法將其表面殘留的固化樹(shù)脂層去掉一部分的處理叫樹(shù)脂砂有再生處理。 鑄鐵 75/150 （○） 如日本寧可從遙遠(yuǎn)的澳大利亞運(yùn)砂國(guó)內(nèi)目前比較適合于樹(shù)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