一、呋喃树脂砂型砂质量控制

　　**的型砂是**铸件的基础，型砂质量不仅影响铸件外观质量，而且能影响铸件内在质量。

　　 1. 原材料的影响
　　（1）原砂  **的原砂是树脂砂的基础，它不仅影响强度，而且影响固化速度，是影响固化剂用量的主要因素。
①原砂的耗酸量。在选用原砂时，耗酸量是影响固化剂用量的主要因素，尤其对于不回收旧砂的呋喃树脂厂家更为重要。耗酸量高时大部分固化剂用来与原砂中的碱性氧化物反应，剩余的才能起催化作用。进行耗酸量检测的办法可用盐酸滴定法，也可以用型砂工艺试验的方法，在室温下，用脱模时间超过1h的固化剂加入量来判断。 因此，使用不同地区的原砂固化剂加入量差别很大。
　　②粒度分布和水分的大小。原砂的粒度分布和水分对型砂强度有直接的影响。树脂砂应用四筛砂，对于含泥量及微粉要严格控制，这已成为共识。有必要说明，细砂粒虽然表面积大，会降低树脂膜的厚度，但是它也会增加粘结桥的数量，对于强度的*终影响需由试验证明，粒度0.10mm（150目）的原砂不应作为微粉处理，否则不但会造成砂子的浪费，而且影响树脂砂的强度，提高树脂加入量。实践发现，新砂粒度中0.10mm 的比例达到5%、微粉小于0.4%时为宜。
　　对于再生砂来说，砂粒过细会提高硬化速度，这一点与新砂不同。这是因为再生砂中细砂粒比表面积大，比粗砂粒含有更多的树脂和固化剂，细砂的灼烧减量明显高于粗砂的灼烧减量，当再次加入树脂时，残留的固化剂继续起催化作用，提高了固化速度。综合考虑强度和硬化速度两方面因素，在使用再生砂时要每周检测粒度分布，加强抽尘装置维护，经过长期实践，呋喃树脂厂家认为合理的再生砂粒度分布如表1所示。

　
　　树脂砂对原砂水分要求非常严格，因为原砂中的水分不但会影响树脂膜与砂粒的结合强度，而且还会减慢硬化速度，使型砂“外焦里嫩”，铸件易产生气孔缺陷。一般要求水分含量小于0.2%。对于再生砂，如果在夏季采用喷水的方法降温，一定要检查水分，不得高于0.4%。
　　③再生砂灼烧减量的影响。灼烧减量对于硬化速度的影响不可忽视。灼烧减量的大小取决于再生砂中残留树脂和固化剂的多少，在树脂的硬化过程中，固化剂只起催化作用，硬化后仍滞留在树脂膜中。再生砂中残留的固化剂在下次加入树脂时仍然在起作用，因此随着旧砂使用次数的增加，灼减量会有所提高，造成硬化速度加快。经试验，灼减量提高0.5%，硬化速度大致提高50%，这对于气温低的冬季极为有利，但对于夏季却造成硬化太快的不利局面。灼烧减量的增加还会提高发气量，使铸件形成气孔缺陷。结合其他因素，我们将灼减量控制在4.0%以下，主要措施是坚持添加10%~15%的新砂，减小铸件吃砂量。
　　
　　（2）树脂  这是决定强度的关键因素，树脂中糠醇含量及其粘度对型砂强度有很大的影响。加入量一定时，糠醇含量越高，强度也越高，因此我们要求树脂中糠醇含量大于90%。当要求强度一定时，树脂粘度值的波动，直接影响树脂加入量。粘度越低，砂粒上树脂膜的厚度就越薄，树脂加入量也就越低。当粘度低于16mPa•s时，树脂加入量为0.65%，型砂混制均匀，终强度可达到0.7MPa；当粘度为20mPa•s时，树脂****加入量**为0.8%，才能避免型砂混不匀现象。目前，树脂厂家众多，质量差别很大（主要是糠醇含量不同），针对不同呋喃树脂厂家的树脂，我们做了以下对比试验（见表2）。对于每批树脂进厂后，我们都要进行工艺试验和粘度检测，要求树脂加入量为1％时，新砂抗拉强度大于0.7 MPa，旧砂大于0.6 MPa，粘度低于16mPa•s。总之，高糠醇含量，低含氮量，低游离甲醛是**树脂的要求。


　　（3）固化剂   对强度的影响主要与脱模时间有关，在脱模时间合适的情况下，固化剂加入量对于强度无明显影响，硬化太快或太慢均对强度不利，太快时树脂膜脆化而使强度降低；太慢时，树脂的粘结力则没有充分发挥，因此**有合适的硬化速度才能保证型砂的强度。
　　合适的脱模时间为15~40min。在原砂确定的情况下，影响脱模时间的主要因素是砂温、室温、湿度，其中影响**的是砂温，与树脂加入量关系不大。我厂固化剂加入量范围为0.4%~1.2%(占原砂)，冬天室温在5℃时，固化剂加入量很高，但强度并不降低。需要特别指出的是，固化剂中游离酸含量对强度影响很大，尤其对于再生砂。当游离酸大于10%，即使硬化时间合适，强度也会降低0.2MPa左右，因此固化剂中游离酸**小于10%。固化剂除加入量进行调整外，固化剂酸度也可作较大调整，其中砂温与酸度的关系如表3所示。


　　（4）硅烷  能提高使用新砂时型砂的强度，提高抗湿性，但对于再生砂的作用则微乎其微，而且价格高，保质期短，因此不建议使用硅烷。

　　2. 工艺的影响
　　（1）混砂质量的影响  目前树脂砂混砂主要采用搅笼式连续混砂机，混砂时间为定值，树脂、固化剂的定量检测及泵的清洗工作非常重要，应根据原砂及铸件大小确定好树脂加入量，坚持每周至少检测一次。另外，还要注意混砂机刀头的定期更换，当刀头磨损时，会造成混砂不匀，表现为刷涂料后型砂表面有斑点状不硬化处存在，易形成气孔，而且会降低强度。
　　
　　（2）型砂紧实率的影响  由于树脂砂流动性好，型砂的紧实率容易被忽视。其实树脂砂的紧实状况对强度的影响更为明显，因为其强度的建立依靠各砂粒之间树脂膜的连接程度，由于树脂加入量少，当紧实度差时，砂粒之间的树脂膜建立不起连接桥，不仅强度会明显降低，而且由于树脂砂中无粉状物，砂粒间隙大，会造成机械粘砂。因此，应该使用震实台，以减少人工紧实的误差，对局部较小凹处要先人工紧实，并要有合适的硬化速度，以保证型砂的流动性，提高紧实率。
　　总之，呋喃树脂砂强度及脱模时间的要求应根据铸件大小而定，盲目追求高强度的型砂，不但会提高铸件成本，而且还会阻碍铸件收缩，增加铸件应力，造成落砂困难。针对分厂主要300kg以下铸件的实际情况，我们将型砂终强度控制在抗拉强度0.6MPa，硬化时间20min左右，完全满足要求。