树脂砂工艺很全

1、树脂砂工艺守则1 生产前准备1.1树脂、固化剂和原砂的质量应符合国家标准中的相关规定，再生砂性能应满足工艺要求。1.2混制树脂砂前，应首先打开电源、气源检查混砂设备运转是否正常，原材料是否充足。2 混砂操作工艺 开机和停机时，首尾下来的料不能做面砂使用，可掺入型芯中作为填料。 体积较大的型芯，可用固态砂块做填料以加强透气性和节约用砂。 型芯的出气可采取扎气眼、留出气道、芯骨上缠绕尼龙通气绳或铁屑等方法。 直浇口较高的砂型，浇注系统应采用耐火材料管及耐火砖片，以提高铸型的抗冲刷能力。 砂型及芯盒放满砂后应及时刮平并扎出气眼。 树脂砂起模时间视具体工艺条件而定，一般在2060分钟，机身、缸体等大件

2、可适当延长起模时间。 树脂砂型芯起模一小时后方可涂刷涂料，使用水基涂料其烘干工艺参见烘干工艺守则，使用醇基涂料，大件在涂料点燃干燥后应用煤气适当烘烤，确保干燥彻底。 树脂砂型、芯出现损坏，应用粘结剂粘补或插铁钉用树脂砂填补固化后磨平。 型芯起模后，一般应经6小时达到一定强度后方可浇注。 每个工作班结束后必须清理搅拌槽和叶片。 不定期检查混砂设备定量是否准确。3 树脂砂工艺性能检查 树脂型、芯砂性能检验规定为每班一次，每周可检查四次，在常温下要求：一小时抗拉强度0.08Mpa，两小时抗拉强度0.2 Mpa，二十四小时抗拉强度0.4 Mpa. 再生砂性能检验为每周一次，要求灼减度2.5%，含泥量1

3、.5%，发气量15ml。 树脂砂铸件生产操作工艺规程1目的 为规范树脂砂铸件的生产操作过程，严格执行操作工艺，减少因违反工艺或操作不当产生的废品和降低的铸件生产成本，特制定本生产操作工艺规程。2适用范围 本工艺规程适用于公司内所有树脂砂铸件的生产全过程和与之相关的各类操作人员。3工艺规程3.1主要原材料的技术要求或规格粒度：40/70目（中大件）或50/100目（一般件）；化学成分：SiO2 90% 、含泥量 0.2%0.3% 、 含水量 0.10.2%；微粉含量(140目筛以下) 0.51.0%、耗酸值5ml 、灼减量5、粒型：圆形或多角形。 灼减量3.0%；耗酸值2.0ml；PH值5 ；2

4、00目筛底盘1%；底盘量0.2%；含水量1.5MPa；游离甲醛0.3%；粘度60mPa.s；密度1.151.25 g/cm3；游离酚0.3%。 采用有机磺酸固化剂，其黏度一般控制在200mPa.s，水不溶物的含量97%；涂刷性、流平性、渗透性、抗裂性要好，涂层强度要高。对于表面球化有深度要求的铸件，应采用氧化镁涂料。3.2操作工艺规程 根据树脂砂再生设备的要求和工艺流程进行操作，获得满足工艺要求的再生砂。特别要注意控制好进入混砂机时的再生砂的温度，最好在25-35。 （）混砂机的流量测定 根据混砂机的设定要求，在正常的生产情况下，至少每四天进行一次流量测定。分别对相同时间内砂、树脂、固化剂的流

5、量进行称量，掌握时间流量。并先将砂流量按混砂机的公称流量进行调整。 （）树脂量的调整 根据砂流量调整树脂的加入量，树脂加入量一般控制在型砂重量的0.81.2%，厚大件取上限，中小件取下限。 （）固化剂量的调整 固化剂加入量在正常情况下与砂温和车间环境温度有关，一般控制在树脂加入量的3050%，高温时取下限，低温时取上限。放砂时间长的大件固化剂加入量取下限，以保证树脂砂有足够的可使用时间。 （）混砂机的调整与准备 严格按混砂机操作规程进行设备的日常维护保养，特别是要及时清理搅笼内的叶片和内壁。每天放砂前应将树脂，固化剂泵单独循环12分钟，并注意检查固化剂加入孔是否有结晶堵塞现象。了解所生产铸件的

6、工艺要求，熟悉工艺文件和工艺装备。检查模具芯盒是否齐全，清除模具芯盒表面存在的多余残留堆积物。检查模具芯盒是否存在缺角、变形，尺寸是否符合图纸要求；检查活块、浇冒口是否残缺。检查定位销、孔配合是否合适；模具的起模装置及吊运装置的安装是否合适。检查模底板是否平直，大小是否符合要求。金属平板的安装必须平整、四角垫平，并保证在一水平面上。木质底板的模具必须放在金属平板上造型，造型前应检查底板与金属平板结合面之间是否有杂物。砂箱大小是否合适，吊耳是否牢靠可用，大型砂箱是否有裂纹等缺陷。准备所需要烘烤的冷铁，芯撑(冷铁、芯撑烘烤后必须冷却至室温才能使用)起模吊运工具、通气绳、填砂的用的砂块。所用冷铁表面

7、最好经过加工或毛坯表面无缺陷，一般厚大件冷铁使用不得超过3次，薄壁件不得超过5次。所有模具，芯盒均刷好脱模剂后使用。冷铁、活块、浇冒口模样，以及泥芯的出气必须根据工艺要求正确摆放。启动除尘器后开动混砂机，单搅笼混砂机应注意先去掉头砂后再进行放砂操作。 中小件可以从模样上放砂，放砂时应注意防止冷铁和活块的移动，并注意拐角、凹槽部位用木棒捣实，其他部位也得用木棒均匀捣实，特别要防止靠近模样部位的型砂局部松散。 大型铸件应从砂箱某一角开始放砂，并注意适当调整固化剂的加入量，延长树脂砂的可使用时间。要边放砂边捣实，从砂箱一角逐渐沿模具其它方向连续扩展，直至放满整个砂箱。对于大空间砂箱，树脂砂可随模样形

8、状放置一定厚度，一般控制在150200mm (不填砂块情况下),必须保证浇口、冒口、出气孔部位的树脂砂达到工艺要求的高度，浇冒口、出气孔部位的高度可用冒口圈等达到工艺要求。放砂结束时，应注意尾砂不得放在浇冒口、出气孔部位，只能放在不重要的地方。 由于树脂砂的流动性非常好，舂实只要求速度快，但不必过分用力。拐角、凹槽等部位必须要舂实。 待砂放满后，刮平砂箱和芯盒并气针扎气孔。对于厚大件、墙板件等在盖箱上造型时必须认真扎好通气孔，并控制离模样3050mm的距离，不能扎透。 由于树脂砂成本较高，为进一步降低成本可用废砂块或其他填充物填实砂箱不重要的空间，但应注意如下几个问题:模样表面要舂实，填砂厚度

9、超过模样100mm时，方可加砂块或其他填充物。 无陶瓷管的直浇口附近、横浇道附近、出气孔附近、要求砂型强度高的厚壁铸件等部位不得放置砂块。 填充砂块间不得有空隙，应捣实。填充砂块的块度不得过大或过小，应根据不同产品的大小，控制在50200mm之间。几分钟后树脂砂略有变色发黏，可拔出冒口、直浇口、出气棒等。 起模时间的确定。当砂型外层硬化，内层有强度但未完全硬化时起模。起模时间控制的好，有利于保护模样和加快砂型硬化。起模时间太早要塌箱；太迟，起模困难，容易损坏模样。 一般认为树脂砂可使用时间与脱模时间之比为0.30.5。目前暂定可使用时间为715分钟，脱模时间设定为2045分钟。起模前要检查确认

10、砂型达到足够的强度，可用手在冒口定位等凹进部位触压测定，根据经验及模型实际情况确定，并注意实际起模时间在冬天、夏天，木模与金属模不同时均有区别。 型板模造型的起模要求：检查吊链是否牢靠，长度是否合适；起模时应调整好天平吊与型砂的重心位置，无法调整的应予以配重；先点动行车起模，确认分型面与模板平行后方可起模；当砂型离开模样后应迅速起模；起模方向应垂直于模板；起模时平板不能吊的太高，移动时必须注意使平板平行下落。实样模的起模要求：树脂砂达到起模强度后翻箱，准备起模；将起模吊环拧紧到起模螺丝上，并将链条穿入吊环，并调整合适的长度；调整行车到合适的位置，将链条拉紧并微调链条的长度； 用橡皮锤边敲打边起

11、模,起模动作先缓慢,当模样快出砂型时应快速上升；起模方向应垂直于分型面,并通过模样重心； 模型起出后，应将模样擦净，并将活动的浇冒口、模样等放在指定的地方，避免损坏、丢失。 起模后砂型放置 起模后的砂型应放在一个指定的地方。下面四角须垫实(对强度不高的砂箱特别注意)、下箱要放水平，观察分型面是否平整，若不水平须调整下面的垫块。 起模后需要对起模后破损的部位进行修补。具体要求如下： 因起模而带断的凹槽、拐角或棱角处的破落砂块，如果整块未破碎，只需吹尽断裂部位的浮砂粒，用粘补胶重新粘住即可，在后序刷涂料时将其缝隙用涂料填塞。 如果破损处的砂块已经碎了，可用新混的树脂砂修补。修补前做出倒钩槽（或将破

12、损处挖大些），插上钉子，并吹净浮砂粒，再用新混的树脂砂进行修补。硬化后将多余的部分用砂轮磨去。 砂型破损小或局部砂型疏松有孔洞时，可用稠厚的涂料浆修补。修补时刮刀要用力将涂料压入孔洞中。破损处型砂强度的检查，可用手用力擦试，以铸型表面不会落砂即可。 刷涂料是树脂砂造型过程的关键环节，直接影响着铸件的表面质量。刷涂料前应将涂料桶内涂料搅拌均匀，并用酒精调整到合适的浓度。 对于大件应集中从某一部位刷起，涂刷速度要快且均匀，不得有流痕和刷痕。必要时可用酒精将流痕和刷痕清洗掉，涂刷完毕后应迅速点燃。 涂料层厚度一般掌握在0.30.5mm，薄壁件取下限，厚大件取上限。浇注系统和冷铁部位涂料厚度取上限。对

13、表面质量要求较高的铸件，最好刷两遍涂料，最后用酒精刷一遍。批量较大的件可采用流涂的方法上涂料，以提高生产效率。 涂料刷毕后根据客户对铸件表面质量的要求不同，可采用软绸布对涂料层进行打磨，去掉微小的流痕和刷痕。应注意泥芯头和芯座不能刷涂料，并防止通气孔被涂料堵塞。应检查涂刷后的铸型表面质量，有无涂料堆积，如有可用工具铲刮掉。3.3制芯应注意的要点检查芯骨强度是否足够。芯骨放入芯盒，检查大小是否合适，吃砂量是否足够。用钢管做的芯骨，钢管上要有足够多排气孔，并适当绕一些通气绳。用铸铁做芯骨，芯骨上应绕足够多的通气绳，以加强泥芯的排气。检查芯骨用于起芯吊运砂芯的吊环是否可靠。整体式芯盒 a . 在芯盒

14、内放入以缠绕通气绳的芯骨，调整各部分至合理的吃砂量，将通气绳引出芯头。将芯骨的吊环整理好，露出舂砂面。芯骨应低于舂砂面一定厚度，此厚度随砂芯的大小不同而不同。放砂并舂实，砂放满后刮平芯盒。砂芯固化一段时间并达到足够强度后起芯。起芯时应找准砂芯的重心，行车点动起芯，并用橡皮锤敲动芯盒，当砂芯脱离后应快速起芯。砂芯起出后应放在松软的砂袋上，并垫平，防止砂芯变形。分体式芯盒 a. 把芯盒清理干净，把两半芯盒夹紧。 b . 放入绕有足够通气绳的芯骨，芯骨的吊环露出舂砂面，通气绳露出芯头。 放砂并舂实，砂放满后刮平。 当砂芯达到足够强度后，打开芯盒夹紧装置，打开两半芯盒。取出砂芯，放置在松软的砂袋上，并

15、垫平，防止砂芯变形。 对于特殊形状泥芯，垂直舂完达到足够强度后可连同芯盒整体放置水平，打开夹紧装置，取出泥芯。脱落式芯盒 脱落式芯盒主要用于结构较复杂或拔模斜度小的砂芯，脱落式芯盒与上面两种芯盒方法不同是：当砂芯达到足够的强度后打开芯盒夹紧装置或外框，分别取出活块，吊出砂芯。 对于复杂或重要的砂芯，制成后应用样板或专用量规进行尺寸、形状、表面质量检查。3.4配模 对于首件、首批或重要的较大铸件，为确保质量，下芯前必须进行空合箱。空合箱时，将长的箱销插入盖箱销套内，下面伸出部分以不超过120mm为宜，用行车借正砂箱位置（销子孔对准），不能用人拉，注意此时下箱平面的距离四周应基本一致（否则应调整）

16、，合箱速度要慢。合箱后，仔细观察型腔情况，是否有错位及上下箱平面结合不平等情况，确认符合要求后在上下箱分型面做三道视线，便于检查，若空合箱时发现情况，应及时与技术人员联系，确定解决方法。，了解铸件的基本结构、砂箱间及砂芯与砂型的相对位置、砂型数量等，防止下芯位置和方向发生错误或漏放砂芯。 ，确定下芯次序，以提高铸型装配精度。 检查砂芯质量 不得使用破损、返潮、表面粉化或放置时间过长的砂芯。 修补过的砂芯应作表面加固，待彻底固化后才能使用。 芯头过大的砂芯应对芯头作适当修削后才能下到砂型中。 芯头尺寸过小的砂芯下芯后应采用树脂砂或其他堵塞材料对芯头与芯头座的间隙作适当填补。 检查砂芯的排气通道是

17、否畅通。，下芯前应检查组装砂芯的相对位置是否正确，砂芯间接合是否牢固，分芯面是否合适。 采用下芯夹具，将砂芯在定位装置导引下下入型腔。 手工下芯时应注意： a.吊装砂芯确保通过砂芯平面重心； b.砂芯应平行于下芯片面； c.手扶砂芯确保砂芯稳定。 下芯后立即检查的项目有砂芯位置和数量、砂芯与砂箱相对尺寸、砂芯间相对位置。对弯头等圆形铸件应检查砂芯的分型面与砂型的分型面是否平齐，不平齐应做相应调整。填塞芯头与芯座，疏通砂芯排气通道。3.5合箱 熟悉铸造工艺，了解铸型结构特点，准备好型芯撑，过滤网、浇口杯、冒口所需的砂芯等。 检查型腔和砂芯的芯头的集合形状和尺寸，损坏的要修补或更新，修补的砂芯要进

18、一步检查，让其他完全固化，并刷好涂料。 清除型腔、浇注系统和砂芯表面的浮砂和脏物，检查出气孔和砂芯排气通道，保证畅通。 砂芯在砂型中装配后检查其形状、尺寸和间隙，符合要求后紧固砂芯。 铸型的分型面上要清理干净，沿分型面、芯头及气孔周围垫上封箱胶或封箱泥条。 翻转上箱时要注意安全，翻箱后砂型有损坏要进行修补。 检查上箱气道是否通畅，冒口、浇口内壁是否干净，检查上下型的定位部分是否准确无误。 合箱时上箱要呈水平状态，缓慢下落，准确定位合箱，如分型面处要芯撑，则要用黄泥确定芯撑高度，再放合适的芯撑，然后水平地合上上箱。 对大型铸件合箱前应进行空合箱。合箱应检查标记线是否对正，若偏差，应找出原因。若不

19、能解决则坚决不予浇注，并重新开箱查找原因。 检查直浇道与横浇道位置，砂芯有无卡砂的可能。 检查分型面处是否合严，如有间隙应用耐火泥封箱，杜绝跑火。 计算抬箱力，根据抬箱力放好压铁或选择紧固螺丝紧固铸型。 放浇冒口杯，盖好浇口杯，准备浇注。 所有的出气孔处要留有标记，以便点火引气，冒口要盖好，防止异物掉入。3.6浇注 熟悉所浇注铸件的结构和浇注系统，并应知道所浇注铸件所需铁水重量。 熟悉浇注铸件所需要的浇注时间，须在规定时间内浇完。 清理浇注场地，保证浇注场地畅通无阻。 在所浇注铸件砂箱周围垫一层薄砂。 确认浇注杯是否正确安放，砂箱是否封好，紧固螺丝有无松动或压箱铁是否足够。 摆放好浇注台架，并

20、确认安全不晃动。 除净金属液表面熔渣，用茶壶包浇注，除净茶壶嘴熔渣。 浇注小件或浇注时间长时可在金属液上洒上层稻草灰或珍珠岩保温。 浇时不能中断，始终使浇口杯充满，在铸件工艺流程卡上规定时间浇完。 浇注开始时应该以细流金属液浇入，防止金属液飞溅，待快浇满时也应该以细流金属液浇入，防止金属液溢出和减少抬箱力。 铁水温度须达到工艺卡规定的浇注温度，低于浇注温度的金属液不能浇入铸型。 浇注时在砂型出气孔和冒口处引火燃烧，使铸型中产生的气体易于及时排出。3.7铸件的冷却时间 、裂纹等缺陷，并保证铸件在清砂时有足够的强度和韧性，铸件在型内应有足够的冷却时间。 中小型铸铁件在砂型中的冷却时间铸件重量（kg

21、） 5 510 1030 3050 50100 100250 250500 5001000铸件壁厚(mm) 8 12 18 25 30 40 50 60冷却时间（min） 2030 2540 3060 50100 80160 120300 240600 480720 壁薄重量轻的铸件冷却时间取下限值，反之取上限值。 计算大型铸铁件型内冷却时间的经验公式：t=K*G 式中：t铸件冷却时间（h） K铸件冷却速度48（h/t） G铸件重量3.8 应注意的几个问题，不得混入其他种类的型砂或其他夹杂物。造型过程中要注意不能将废弃的封箱用耐火泥、陶瓷片等杂物混入型砂，以免增加灰分。，严重时容易产生爆炸，因

22、此必须严格区分和隔离。，树脂砂生产场地应严禁吸烟。，将产生的510%的微粉并被除尘器除去，因此至少每天应均匀补充510%的新砂，以确保砂量的平衡。，一般对树脂砂来讲水份超过0.2%就会影响固化，甚至造成不固化。，超过可使用时间的树脂砂严禁使用，以免影响砂型或砂芯强度。，除净叶片上的附属物，并调整的搅笼内叶片的角度，确保混砂质量。，确保流量正常。4.0检验和记录 树脂砂生产过程中的检验和记录按照公司有关规定执行。 树脂砂常温抗拉强度的测定方法D.1试剂和材料a) 标准砂：应符合JB/T 9224规定；b) 对甲苯磺酸70%水溶液：应符合HG/T 2345规定。D.2装置a) SWY型液压强度试验

23、机；b) SHY型树脂砂混砂机；c) “8”字形标准试块模具(模具内“8”字形标准尺寸按GB/T 2684执行，模具材质为木模用材料)；d) 台秤：10kg；e) 天平：感量0.01g。D.3试样的制备和保存a) 试验条件：砂温202；室温202；相对湿度(505)%；b) 混合料的配制：取标准砂1 000g，放入混砂机里，开动后立即加入5.0g对甲苯磺酸水溶液，搅拌1min，加入树脂10g，搅拌1min后出料；c) 制样：将混合料倒入“8”字形芯盒中人工压实，确保用力均匀一致，然后刮平，达到(或大于)开模强度时，打开芯盒，成型完毕。每组打样五块，试块重量671g，试块应在混砂开始5min内成

24、型完毕；d) 放置硬化：将已打好的试样在规定试验条件下自然硬化24h。D.4程序工艺试样抗拉强度的测定，按要求测定24h的强度，试样放在强度试验机夹具中，并使夹具中四个滚柱的平面贴在试样腰部，转动手轮逐渐加载，直至试样断裂，其抗拉强度值可直接从压力表中读出。D.5结果的表述测定五块试样强度值，然后去掉最大值和最小值，将剩下三块数值取其平均值，作为试样强度值。允许差：三个数值中任何一个数值与平均值相差不超过10.0%。如果超过应从D.3开始重新试验。D.6试验报告试验报告应包括以下内容：a) 注明按照本标准；b) 树脂名称、型号、批号；c) 试验结果；d) 试验日期、试验人员。 树脂砂铸钢件产生

25、热裂缺陷的原因及其防止措施有哪些？ 用树脂砂生产薄壁、形状复杂的铸钢件时，最容易产生的一种缺陷是热裂。其原因有三： 1、使用树脂砂流动性好，易紧实；树脂加入量少，砂粒上包覆的粘结剂膜薄，这样砂粒受热膨胀，砂芯、砂型的热膨胀率会比水玻璃砂芯（型）高。 2、树脂砂受热后，在还原性气氛下树脂炭化结焦而形成坚硬的焦炭骨架，能提高砂芯热强度（如1000时树脂砂的抗压强度是水玻璃砂的510倍），严重阻碍砂芯（型）退让。呋喃树脂中糠醇的含量越高（氮含量越低），铸件的热裂倾向越大，因为糠醇提高了树脂的热分解温度，降低了树脂的热分解速度，从而降低了砂型或砂芯的溃散性，使砂型或砂芯更加阻碍铸件收缩，造成铸件热裂倾

26、向加重。由于铸钢凝固时液一固两相区的区间较宽，因此呋喃树脂砂铸钢时更易产生热裂缺陷，尤其是框架结构件。 3、用呋喃树脂砂时，采用对甲苯磺酸作催化剂会增硫，从而加大热裂倾向性。 高温金属凝固时产生的收缩受到砂芯（型）较大的阻力，使铸件产生应力和变形，而合金表面增硫，又降低了抗热裂的能力。当应力或变形超过合金在该温度下的强度极限或变形能力时，就会形成热裂。 为使树脂砂，尤其呋喃树脂砂避免或减少热裂，可采取以下几个方面的措施： 1、合金方面 （1）控制铸件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免铸件中出现型硫化物。（铸钢件中的硫化物呈三种形态，即型、型和型，其中型的硫化物沿晶界分布，呈断续状，容易引起

27、铸件热裂。）通过调整锰硫比来改变硫的分布型态。 （2）对于碳钢件，应使S+P0.07%，因为硫与磷的叠加作用，使热裂倾向性增加。 （3）用A1脱氧时，应将铝的残留量A1残留控制0.1%；过高的A1残量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使钢的断口呈现“岩石状”，大大降低铸钢件的抗热裂能力。 （4）使钢的晶粒能细化。如在钢液中加入稀土和硅钙，既可脱氧、脱硫，又可以细化晶粒。对NiCrMoV钢的测定表明：在相同的条件下，经稀土+硅钙处理的钢液，较之未处理的钢液，其抗裂能力高2倍以上。 2、铸造工艺方面 （1）在满足铸件的充填性的要求时，尽量降低钢液的浇注温度。对0.19%C的碳钢，在155

28、0时浇注比在1600时浇注，其抗热裂能力几乎高一倍。 （2）对于薄壁铸件，宜采用较高的浇注速度。如对某铸钢件，重量为 125Kg，壁厚为15mm，浇注时间为14秒时不出现热裂；延长至40秒就观察到裂纹。 （3）在铸件易发生裂纹处设置防裂筋，是防止铸钢件热裂的有效措施。具体办法参阅文献。 （4）及时松箱，也有助于减少热裂，因为可以减少铸件的收缩应力。 3、造型材料方面 （1）降低树脂加入量，或对树脂改性，使树脂具有热塑性，让呋喃树脂在高温时不结焦或少结焦，从而保证其有良好的高温容让性。 （2）在呋喃树脂砂中加入附加物，使树脂砂具有热塑性；或者在收缩受阻最严重处，加入木粉、泡沫珠粒；或者在铸型中相

29、应部位放塑性好的退让块，提高其高温退让性。 （3）采用磷酸固化剂。因为磺酸类固化剂容易引起铸件表面渗硫，在铸件表面引起微裂纹，成为龟裂源。 （4）使用热膨胀系数较小的造型材料，如用铬铁矿砂等代替石英砂等。 （5）减薄砂芯（型）的砂层厚度，如采用中空砂芯。例如：某类阀门铸件，仅仅通过减薄型芯砂层厚度，改变芯骨的连接方法，就消除了铸件的热裂缺陷。 （6）在易产生裂纹的地方合理使用冷铁或找其它激冷措施。 （7）采用能有效减少渗硫的涂料。 4、铸件结构方面 铸件的形状与尺寸，是由设计者决定的，生产方无法改变。但是，对于园角的大小，壁厚过渡处的处理等，可以与有关设计部门协商，按照铸造生产要求作适当修改。

30、 上述几方面的因素对铸钢件热裂都有影响，但对于某一具体铸件，可能只有其中的部分因素是主要的。 xiayaxi 发表于 2011-2-21 11:29碱性酚醛树脂砂在铸钢件生产中的应用 一、前言 在铸件生产过程中，造型制芯工艺占有十分重要的地位,它直接影响铸件的质量，生产成本，生产效率，资源利用及环境污染。 随着科学技术的不断进步，世界贸易的不断扩大，环境保护意识的增强，以及能源紧张、材料涨价等问题的日益严重，对铸造生产和铸件质量提出了更高的要求。 为了适应二十一世纪节能、环保、优质、高效铸造的需要，在铸件生产中使用先进的造型制芯工艺是至关重要的。 先进的造型制芯工艺必须满足下述的要求：1.造型

31、制芯容易操作，型芯质量稳定。2.劳动环境好，对生态环境的污染小。3.生产的铸件质量好，铸造缺陷少；具有较强的市场竞争力。4.生产成本低，生产效率高。5.最大限度地利用自然资源，节约能源。 山推铸钢公司的前身是山推股份公司下属的铸钢分厂，由于环境污染的原因由市区内搬迁到开发区的山推国际事业园内。生产的产品主要是工程机械推土机、挖掘机上使用的普通碳钢铸件和低合金钢铸件。在铸钢分厂时用的是Co2硬化水玻璃砂法造型制芯，在生产中存在型芯质量不稳定、铸件表面容易粘砂、清砂困难、砂眼类缺陷多等问题，再生难，旧砂利用率仅为50-60%。铸钢件的质量不稳定，没有较强的市场竞争力。但国内大多数的铸钢件生产采取的

32、都是水玻璃砂法造型制芯；同时由于铸钢件仅在山推生产的推土机上使用，不存在销售问题，不用考虑成本；因此一直使用水玻璃砂法造型制芯。其间针对上述问题也不断的想办法解决，但也是一直从改善水玻璃砂的性能方面着手，效果不是很理想。值此搬迁的机会，公司领导决定采用一种全新的造型制芯工艺来解决使用水玻璃砂工艺产生的许多问题。经过多次的考察、论证，充分了解了国内外铸造业的发展动态，最后决定采用酯硬化碱性酚醛树脂砂工艺。经过了近三年的生产实践，取得了令人比较满意的结果：采用这种工艺造型制芯操作方便、气味小、铸件光洁、尺寸精度高、砂芯溃散性好，旧砂再生利用率达到85%，具有优良的综合性能。 二、碱性酚醛树脂的现状

33、及发展前景 碱性酚醛树脂是由苯酚和甲醛在碱催化剂作用下合成的，它的固化剂为有机酯。碱性酚醛树脂砂工艺早在1984年就在英国的铸造工业中得到了应用。经过了二十多年的推广应用，现在发达国家的铸钢件生产使用碱性酚醛树脂砂工艺的比较普遍，已经是一种很成熟的工艺。生产中遇到的问题也越来越少，生产出的铸钢件质量稳定。使用这种工艺很容易就达到优质高效的目的，同时也满足了环境卫生和劳动保护方面的要求。反观在国内从八十年代末开始应用，开始应用的时间不算很晚，但是由于国内对铸钢件的质量要求不高,并且水玻璃砂的成本较低，碱性酚醛树脂砂工艺没有得到很好的推广，还不能算是一种很成熟的工艺。因此国内的铸钢件生产使用碱性酚

34、醛树脂砂工艺的也比较少，这也是国内生产的铸钢件普遍质量不好的原因之一。出口铸钢件占生产铸钢件的比例远远低于出口铸铁件占生产铸铁件的比例。 随着世界贸易范围的不断扩大，许多发达国家在全球范围内采购铸钢件。但是由于我们国家生产的铸钢件普遍质量不好，因此占有的市场份额有限。现在如果我们积极推广使用碱性酚醛树脂砂工艺生产出优质的铸钢件，不仅使自己产品质量能够得到提升，争强产品竞争力；同时可以大量出口带来显著的经济效益和社会效益。 三、碱性酚醛树脂砂在实际生产中的应用 在实际应用过程中，感觉到碱性酚醛树脂砂工艺确实比水玻璃砂工艺先进的多。但是不可避免的也存在一些问题，由于国内碱性酚醛树脂砂工艺的应用不是

35、很成熟，因此有些问题从工具书上寻找不到解决的办法，只好自己尝试解决生产过程中出现的各种问题。对于每个使用碱性酚醛树脂砂工艺生产铸钢件的公司，由于生产铸钢件的种类重量以及实际生产条件的不同，同一个问题的解决办法也不近相同。同样有时一种问题有几种解决的办法，这时就需要根据自身的生产条件选择最适合可行的，这样即可以解决问题，同时又可以使得成本增加的最少。 下面就我们公司如何解决在实际应用过程中遇到的一些问题做一下详细的讲解。这些问题的解决办法是根据我们公司现有的生产条件制定出来的。有一些方法并不是最佳的，只能说是最适合我们公司生产的产品及生产条件。对其它铸钢件公司遇到的相同问题，我们公司的解决方法不

36、一定适用，但也许能够起到一定的借鉴，从而找出自己的解决办法。 1.旧砂的再生利用率 根据相应的资料显示，日本习惯采用强力再生，树脂残留膜经多次强力摩擦而剥落，再生回用率达90%。山推铸钢公司确定砂再生设备生产能力时，为了达到90%的再生回用率，采用了四级离心再生方式。最初回用率完全达到了90%，但是再生砂的使用强度低，作为背砂使用时经常发生沉箱、塌箱的现象。经过大量的实验分析后发现，再生砂中粒形过细的砂及含尘量偏大，消耗一部分树脂固化剂，从而影响砂型强度。后来对再生设备进行了改造。增强了去除粒形过细的砂及尘的效果，使得再生砂的使用强度得到了很大的提高，基本满足了生产要求。这时的再生回用率是85

37、%。由于我们公司使用的原砂是破碎擦洗砂，可能再生时对粒度的影响较大，因此感觉旧砂再生回用率在85%时，使用效果还算理想。由此得出的结论是：不能太过于追求旧砂再生回用率。原砂来源是破碎砂时，85%的再生回用率应该是比较理想的。原砂来源是海砂时，再生回用率也许能更高一些。 2.影响树脂固化剂加入量的几方面因素 .原砂的粒度：原砂的粒度过于集中、偏细导致树脂固化剂消耗增加。通过对不同粒度的组合进行对比试验，将原砂粒度组成由原来的40/70目调整为30/70目，使得原砂的粒度组成相对分散、粗细搭配均匀，对树脂固化剂加入量的降低起到了一定的作用。 .再生砂的含尘量、灼减量： 再生砂的含尘量、灼减量的多少

38、直接影响了使用时树脂固化剂的加入量。树脂固化剂加入量太多的话对再生效果也产生不好的影响，形成恶性循环。因此再生后的含尘量、灼减量越低越好。目前我们公司把再生砂的含尘量、灼减量控制在很低的范围以内，满足正常生产使用时需要加入的树脂固化剂的量不是很高，基本上处于一种稳定的循环状态。 3.砂温与环境温度的差异对生产的影响 在冬季生产的时候，如果砂温与环境温度的温差超过15，将导致砂型的硬化速度不一样，容易导致沉箱砂眼等缺陷。所以应该尽量使砂温与环境温度保持一致。如果做不到一致，也应该使砂温与环境温度的差异保持在15以内。 4.固化剂配比的准确性 碱性酚醛树脂砂工艺其中一个比较大的优点是不需要改变树脂

39、固化剂的加入量，根据温度的变化改变不同固化剂的对比就可以实现固定的可使用时间和起模时间。我们公司目前主要使用圣泉公司提供的树脂和固化剂，固化剂有快速、中速、慢速三种型号。根据一年四季的砂温的变化，需要不断调整三种固化剂的对比。因为我们公司有两条造型线，一线上的混砂机是进口意大利IMF公司的，二线的混砂机是国产的。通过两条线的生产情况发现了一些差异：意大利IMF公司生产的混砂机具有自动调节功能，使用起来使得固化剂的快慢对比能够与砂温准确的适应，从而使得一线生产运转正常稳定。国产的混砂机普遍没有自动调节固化剂快慢对比的功能，使得固化剂的快慢对比不能很好地与砂温适应，手动调节比较麻烦，而且也不很准确

40、-可使用时间、固化速度不稳定，对砂型强度有影响。通过07年的山东铸协会议了解到圣泉公司开发了一种“A+B+C”固化剂自控仪，自控仪可根据砂温的变化自动调节固化剂配比，可实现在砂温变化下固化速度基本稳定。通过与圣泉公司的联系交流，在圣泉公司的积极配合下已安装完成，目前正在使用中，二线的生产运转也正常稳定。 5.使用碱性酚醛树脂砂工艺生产铸钢件容易出现的一些质量问题 .再生砂的使用对铸钢件质量的影响： 适合铸钢件生产的几种砂工艺中，碱性酚醛树脂砂最大的优点是可再生回用，使用得当可以有效地降低成本，保证产品质量稳定。与水玻璃砂工艺相比，碱性酚醛树脂砂工艺不容易产生粘砂、砂眼缺陷。但是如果对碱性酚醛树

41、脂砂使用不当，同样容易产生粘砂、砂眼缺陷。一般情况下，旧砂再生后混入一定量的新砂完全可以当作新砂使用。但是对于某些散热性较差的产品则最好用新砂当面砂使用。因为一般情况下砂芯形成的铸钢件部位散热效果都不好，所以制芯全部使用新砂。因为树脂砂发热量大，必须使用涂料刷涂，才能够有限防止粘砂、砂眼等缺陷的大量产生。有的产品甚至需要用涂料刷涂2-3次。 .树脂砂发热量大对铸钢件质量的影响： 由于树脂砂的发热量大，在铸造过程中会增大铸钢件产品结构中有拐角的地方的热节。如果拐角处半径尺寸小的话，很容易产生裂纹、表面缩松、粘砂等缺陷。针对这类问题可以有好几种解决方法。一是适当增大拐角处半径尺寸；二是使用外冷铁；

42、三是可在拐角处使用散热效果好的锆砂或铬矿砂当面砂使用；以及其它的解决方法。以上方法都在使用，有的时候是多种方法同时使用，以达到消除缺陷的目的。 .树脂砂的热塑性对铸钢件质量的影响：我们公司生产的铸钢件中有许多挖掘机上使用的轴座类产品，在最初的生产中发现普遍存在以下问题：一是轴孔加工后发现表面裂纹；二是铸件内腔尺寸普遍偏大，有些尺寸偏大已严重影响了产品在挖掘机上的使用。经过分析分析是砂芯的退让性差造撑的。同样的针对裂纹问题可以有几种解决方法。一是在芯砂中加入一定量的填充物；二是使用退让性好的Co2硬化的树脂砂；三是使用覆膜砂制做壳芯；以及其它的解决方法。这几种方法都在使用，效果都不错。针对尺寸偏

43、差问题就只能是局部增加工艺补正量，也较好的解决了问题。 任何一种工艺在实际生产使用中，都会产生许多问题。有很多问题只要积极地去解决，都能够找到解决的方法。我们公司使用碱性酚醛树脂砂工艺生产铸钢件已经将近三年了，在期间碰到了许多问题，也解决了很多问题。其它使用碱性酚醛树脂砂工艺生产铸钢件的公司肯定也碰到了许多问题，相信有些问题的解决方法比我们公司的更好更合理。以上只是我们公司的一家之言，希望能够起到抛砖引玉的作用，使得其它公司也把自己的先进经验拿出来让大家学习借鉴。我们可以通过山东省铸协安排的各种活动，多在一起进行交流，相互学习，总结经验，为了国内的碱性酚醛树脂砂工艺的完善尽一点微薄之力。努力地

44、把碱性酚醛树脂砂工艺在国内的应用推广开来，让国内生产的铸钢件质量得到普遍的提高，使得国内的铸钢件生产具有更加广阔的前景 页: 1 树脂砂工艺第一章 / 概论 1 1 自硬呋喃树脂砂的概念 自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的 Furan No-Bake process，它表示以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，不需烘烤或通硬化气体，即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂”，甚至“树脂砂”。以下介绍两个基本概念。 一、呋喃树脂的概念 由碳原子和其它元素原子 (如 O、 S、 N等 )共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。含有杂环的有机化合物叫做杂环化合物。

45、所谓“呋喃”，是含有一个氧原子的五员杂环有机化合物，它是表示一族化合物的基本结构总称。在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体，叫做“呋喃”，它的衍生物则根据母体来命名。呋喃本身在互业上并无什么用途，但它的衍生物糠醛和糠醇，却是互业上的重要原料，它们是最重要的呋喃衍生物，糠醛学名叫呋喃甲醛，糠醇学名叫呋喃甲醇。它们的分子结构如下：含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇 (FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的 ,如尿醛呋喃树脂（ UF/FA）、酚醛呋喃树脂 (PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂（ UPF FA)和甲醛糠醇树脂 (F/FA)等。 二、呋喃树脂的硬化机理 根据呋喃树脂

46、的组成不同，分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）的呋喃树脂一般糠醇含量都超过 50%。其硬化机构很复杂，现在还未完全弄清楚，但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合，此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸，第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。图 1 1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表性的呋喃自硬树脂结构的一例。 初期阶段 1 2 自硬呋喃树脂砂的优缺点 一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点： 1 铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高。 这是由于树脂砂造型可以排除许多使型（芯）变形的因素。如：（ 1）型砂流动性好，不需捣固机紧实，减少了模样（芯

47、盒）的伤损和变形；（ 2）砂型（芯）固化后起模，减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型（芯）引起的变形；（ 3）无需修型，减少了修型时引起的变形；（ 4）无需烘烤，减少了因烘烤造成的铸型（芯）变形；（ 5）铸型强度高、表面稳定性好，故芯头间隙小、分型负数小，减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形，保证了配模精度；（ 6）铸型（芯）硬度高，热稳定性好，可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象，减少了铸型的热冲击变形（如胀砂等）；（ 7）型砂的溃散性好，清理、打磨容易，从而减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害。 综上所述，由于在各个工序中都最大限度地排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因素，所

48、以树脂砂铸件的铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比粘土烘模砂可以提高 1 2级，达到 CT7-9级精度和 1 2mm / 600mm的平直度，表面粗糙度更大有改观。 2 造型效率高，提高了生产率和场地利用率，缩短了生产周期。 这是由于（ 1）、型砂流动性好，不需捣固机紧实，节省了大量的捣固工作量，使造型操作大为简化； (2)铸型强度高，节约了起模后修型工作量；（ 3）型（芯）上醇基涂料点干后可省去烘干工序，节约了工时和场地； (4)旧砂回收后干法机械再生，使砂 处理为封闭系统，便于机械化，可以节约大量旧砂处理，型砂混制、运输等辅助劳动；（ 5）型砂的溃散性好，落砂容易，修整工作量少、（ 6）节

49、约了一些造型（芯）前的准备工作量。如插芯固等。 根据一般统计，用自硬呋喃树脂砂代替粘土烘模砂后，生产效率可提高 40 100%，单位造型面积产量可提高 20 50%。 3 减轻劳动强度，大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪音、矽尘等，减少了环境污染。 4 节约能源。这表现在取消了烘窑和水力清砂，提高了铁水成品率，大大降低了压缩空气消耗，从而在节水、节电、节煤（焦）等方面效果显著。 5 树脂砂型 (芯 )强度高 (含高温强度高 )、成型性好、发气量较其它有机铸型低、热稳定性好、透气性好，可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，从而降低废品率，可以制造出用粘土砂难以

50、做出的复杂件、关键件。 6 旧砂回收再生容易，可以达到 90 95%的再生回收率。在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害等方面效果显著。 二、自硬呋喃铸型有一些缺点，应采取相应对策。 1 对原砂要求较高，如粒度、粒形、 SI0 2含量、微粉含量、碱金属盐及粘土含量等都有较严格要求； 2 气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大； 3 与无机类粘结剂的铸型相比，树脂砂发气量较高，如措施不当，易产生气孔类缺陷； 4 由于硬化机理是脱水缩合型，故硬化反应需一定时间，模样的周转率较低，不易适应于大批量铸件的生产； 5 与粘土砂相比，成本仍较高； 6 对球铁件或低 C不锈钢等铸件，表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增碳，薄壁复杂铸钢件上易产生裂纹等缺陷； 7 浇注时有剌激性气味及一些有害气体发生， CO气发生量较大，需有良好的通风条件。 1 3 自硬呋喃树脂砂的发展概况 呋喃树脂最早作为铸型用粘结剂是 1958年在美国开始使用的，当时是作为热芯盒 粘结剂使用的。把它作为自硬性铸型进行研究是 1963年 1971年在英国进行的。 这个期间从基础研究到生产大铸件都作了扎实的实用化研究。其结果，报导了用少量粘结剂能获得很高的强度，铸型溃散性好，铸件尺寸精度高，生产效率提高等一系列优点。为获得今天这样的发展奠定了基础。在欧美， 70 80年代是自硬呋喃砂取得飞跃发展的时期。在日本将自硬呋喃