呋喃树脂在集装箱角件的应用

呋喃树脂在集装箱角件的应用

我们使用呋喃树脂砂 形状复杂、精度要求高的铸件积累了一定经验，但在集装箱角件(材质为ZG15Mn) 中使用呋喃树脂，结果铸件拐角处却出现裂纹。经我们多次试验分析认为：呋喃树脂中硫是导致产生裂纹的主要因素。采用原砂100+树脂1．8+固化剂35%～40%(占树脂量)配制的芯砂能消除角件裂纹缺陷，并且砂芯强度能满足 过程的要求。

1试验过程及分析

1．1提出问题

集装箱角件(图1)内壁要求凹陷铸字，精度在0～1．5mm内变动。我们选用呋喃自硬砂和CO2水玻璃砂。CO2水玻璃砂起摸时铸字容易损坏，而且清砂困难；呋喃树脂在树脂加人量为2．0%～2．5%时，制成的泥芯字迹清晰，铸件清砂容易。但是，细清后呋喃树脂 的角件铸件拐角处有很多的裂纹（图2中箭头所指处），而水玻璃砂没有裂纹产生。

1.2试验内容及分析

针对角件上出现的裂纹我们解剖取样，发现裂纹断口暗色，有氧化迹象。借助电镜分析裂纹断口和裂纹附近表面，如图3a，从裂纹断口上能看到成网状的硫化物，其含S量为3%；从裂纹附近表面图3b反映在表面有富硫晶体存在，其S含量为27%，而材质中的S含量为0.02%，断口和裂纹附近表面都说明在出现裂纹表面存在一个富硫层，这个富硫层使铸件表层机械强度降低。而富硫层中的硫主要来源于型砂，型砂中的固化荆对甲苯磺酸含有硫，对甲苯磺酸在高温下分解产生S渗透到铸件表层。

我们分别按：原砂 +呋喃树脂1.8%经过2到3分钟转化成40%（占树脂量）固化剂，1min后，出砂和原砂 十白泥105%十水玻璃9%，经过5分钟后，出砂的工艺配砂制成φ30mm×50mm试样，在高温型砂试验仪上升温到1000℃时，送人试样保温3min，观察和测定其抗压强度，如表1和表2。

从表1的现象中可以这样认为：呋喃树脂在保温（加热）时试样表面掉砂是由于膨胀引起的，反映了呋喃树脂膨胀比C02水玻璃砂大，变形大；而CO2水玻璃砂试样的熔化现象说明了它的密度小，加热时体积要收缩。表2的结果说明呋喃树脂的高温强度大于水玻璃砂。因此，在相同条件下，呋喃树脂型比水玻璃砂型在高温时有较大的抵抗阻力，对用呋喃树脂 的铸件就易产生裂纹，而水玻璃砂就可能不会出现裂纹。从以上试验分析可以认为，集装箱角件产生裂纹是由于呋喃树脂高温退让性差，收缩阻力大，固化剂中含硫在高温时分解渗入 近表面形成硫脆所致。

2措施和效果

找到了引起集装箱角件产生裂纹的原因，我们在工艺上采取措施。在不变动呋喃树脂砂配置工艺的情况下，把泥芯中间挖空，减少泥芯壁厚，结果裂纹数量和大小显著降低，但裂纹还时有发生，铸件质量不稳定。对此我们又采取降低型砂中树脂和固化剂含量的办法。经过多次试验后，我们认为在集装箱角件 上采用呋喃树脂加入量1．7%～1．8%固化剂占树脂重的35％～40％时，型砂既能满足造型强度要求，也能保证铸件不产生裂纹缺陷。经过220多件的 验证，采用树脂加入量1．8%时铸件没有产生裂纹现象。

3结论

(1)采用呋喃树脂砂型 铸钢件，产生裂纹的主要原因是型砂中对甲苯磺酸固化剂含s使铸件表层渗硫形成硫脆和呋喃树脂型高温退让性差引起的。

(2)集装箱角件采用呋喃树脂型 时，树脂加入量为1．7%～1．8%，固化剂加入量为35%～40%配方为宜。