呋喃树脂铸造工艺.docx

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
冷
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 “
,
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。 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 α——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。
1 — 1
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。
 型砂流动性好, 不需捣固机紧实, 减少了模样 (芯盒)的伤损和变形。
 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。
1. 3 无需修型,减少了修型时引起的变形。
1. 4 无需烘烤,减少了因烘烤造成的铸型(芯)变形。
 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。
 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)。
 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。 、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. ,节约了起模后修型工作量。
(芯)上醇基涂料点干后可省去烘干工序,节约了工时和场地;
2. ,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。
,落砂容易,修整工作量少。
 节约了一些造型(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、粉尘等,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 ( 耐高温 )、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