第三章金屬液態(tài)砂型成形工藝3

§3.5樹脂砂型成形工藝

以樹脂作為粘結(jié)劑的型（芯）砂稱為樹脂砂。

熱法覆膜樹脂砂（也稱殼型/殼芯）熱芯盒樹脂砂冷芯盒樹脂砂呋喃樹脂自硬砂樹脂砂成形工藝主要有：

造型（砂型）——中大鑄件，質(zhì)量要求高的小鑄件制芯（砂芯）——成批大量生產(chǎn)的鑄件應(yīng)用：二、熱芯盒樹脂砂

（1）呋喃樹脂1.樹脂砂的成分

糠醇樹脂（FA）脲醛樹脂（UF）酚醛樹脂（PF）

基本構(gòu)成物為：

脲呋喃樹脂（UF/FA）酚呋喃樹脂（PF/FA）脲-酚共聚物呋喃樹脂（UF/PF/FA）

二、熱芯盒樹脂砂

（2）固化劑1.樹脂砂的成分

采用常溫下為中性或弱酸性，加熱后為強(qiáng)酸性的鹽。

氯化銨水溶液硝酸銨水溶液磷酸銨水溶液苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸水溶液

對(duì)于不同的樹脂粘結(jié)劑，要使用相應(yīng)的固化劑。二、熱芯盒樹脂砂

（3）附加物1.樹脂砂的成分

改善某些性能：

尿素消除游離甲醛的味道硅烷增加樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度氧化鐵粉有效消除氣孔缺陷

二、熱芯盒樹脂砂

（1）常用配方2.樹脂砂的配方與混制

二、熱芯盒樹脂砂

（2）混制2.樹脂砂的配方與混制

使用螺旋式或葉片式快速混砂機(jī)。二、熱芯盒樹脂砂3.樹脂砂的制芯工藝

使用熱芯盒制芯機(jī)。工藝過程為：將芯盒加熱到工作溫度；清理盒腔表面并噴涂一層脫模劑；合型射砂，保持一定時(shí)間進(jìn)行加熱硬化；待砂芯達(dá)到要求強(qiáng)度后開盒出芯。二、熱芯盒樹脂砂3.樹脂砂的制芯工藝

芯盒溫度影響硬化速度和強(qiáng)度200~260℃制芯工藝參數(shù)為：過燒二、熱芯盒樹脂砂3.樹脂砂的制芯工藝

芯盒溫度影響硬化速度和強(qiáng)度200~260℃

射砂壓力和時(shí)間形狀復(fù)雜壓力要大0.5~1s

硬化時(shí)間取決于砂芯的厚度30~120s制芯工藝參數(shù)為：三、酸催化樹脂自硬砂以呋喃樹脂或熱固性酚醛樹脂為粘結(jié)劑，在相應(yīng)的酸性催化劑作用下，在室溫下自行硬化成形的型（芯）砂。三、酸催化樹脂自硬砂以呋喃樹脂或熱固性酚醛樹脂為粘結(jié)劑，在相應(yīng)的酸性催化劑作用下，在室溫下自行硬化成形的型（芯）砂。鑄鋼閥體三、酸催化樹脂自硬砂以呋喃樹脂或熱固性酚醛樹脂為粘結(jié)劑，在相應(yīng)的酸性催化劑作用下，在室溫下自行硬化成形的型（芯）砂。鑄鐵泵殼三、酸催化樹脂自硬砂工藝特點(diǎn)：

型（芯）砂常溫固化，節(jié)省能源，可使用塑料模、木模；型（芯）強(qiáng)度高，潰散性好；即可造型，又能制芯；鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好；對(duì)原砂質(zhì)量要求高，樹脂、固化劑價(jià)格高；舊砂可再生回用，利于降低成本；型砂性能對(duì)環(huán)境（溫度、濕度）敏感；特別適合成批、單件小批中大鑄件的生產(chǎn)。

（1）原砂1.自硬砂的成分

要求：

干含水量≤0.2%

凈含泥量≤0.2%

圓粒形要好需酸值要低三、酸催化樹脂自硬砂

（2）樹脂呋喃樹脂、熱固性酚醛樹脂三、酸催化樹脂自硬砂對(duì)于呋喃樹脂，根據(jù)樹脂的含氮量分為：性能含氮量（%）型砂高溫性能產(chǎn)生氣孔傾向潰散性價(jià)格高氮樹脂5.0~13.5差大好便宜中氮樹脂2.0~5.0中等中等較好中等低氮樹脂0.3~2.0較好較小中等較貴無氮樹脂≤0.3好小差貴1.自硬砂的成分

（2）樹脂呋喃樹脂、熱固性酚醛樹脂三、酸催化樹脂自硬砂樹脂的選用：1.自硬砂的成分

要根據(jù)鑄件材質(zhì)、鑄件結(jié)構(gòu)、性能要求來確定。

（3）催化劑決定型砂的硬化速度和硬化終強(qiáng)度。三、酸催化樹脂自硬砂

對(duì)甲苯磺酸苯磺酸磷酸硫酸已酯對(duì)于呋喃樹脂，常用的催化劑有：1.自硬砂的成分

均為顯性催化劑

（3）催化劑決定型砂的硬化速度和硬化終強(qiáng)度。三、酸催化樹脂自硬砂催化劑酸性越強(qiáng)：催化劑的酸性強(qiáng)弱：硬化越快終強(qiáng)度越低硫酸已酯>苯磺酸>對(duì)甲苯磺酸>磷酸使用何種催化劑，要根據(jù)環(huán)境條件、強(qiáng)度要求來決定。1.自硬砂的成分

（4）附加物三、酸催化樹脂自硬砂改善某些性能：

硅烷增加樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度氧化鐵粉有效消除氣孔缺陷甘油增加砂型韌性

1.自硬砂的成分

（1）配方2.自硬砂的配方與混制

三、酸催化樹脂自硬砂

（2）混制2.自硬砂的配方與混制

三、酸催化樹脂自硬砂使用攪籠式或碗式混砂機(jī)。攪籠式混砂機(jī)——連續(xù)式混砂，供砂量大碗式混砂機(jī)——間斷式混砂，供砂量小攪籠式混砂機(jī)——連續(xù)式混砂，供砂量大碗式混砂機(jī)——間斷式混砂，供砂量小

（2）混制2.自硬砂的配方與混制

三、酸催化樹脂自硬砂使用攪籠式或碗式混砂機(jī)。攪籠式混砂機(jī)——連續(xù)式混砂，供砂量大碗式混砂機(jī)——間斷式混砂，供砂量小砂+催化劑+樹脂（硅烷）出砂混勻

混勻

樹脂自硬砂在混砂時(shí)就開始硬化。3.自硬砂的硬化特性

三、酸催化樹脂自硬砂根據(jù)硬化強(qiáng)度和硬化時(shí)間的關(guān)系得出硬化特性曲線。樹脂自硬砂硬化24小時(shí)的抗拉強(qiáng)度稱為終強(qiáng)度。三個(gè)重要性能指標(biāo)：

t3—可使用時(shí)間t5—起模時(shí)間σ24—終強(qiáng)度

樹脂自硬砂在混砂時(shí)就開始硬化。3.自硬砂的硬化特性

三、酸催化樹脂自硬砂根據(jù)硬化強(qiáng)度和硬化時(shí)間的關(guān)系得出硬化特性曲線。t3—可使用時(shí)間t5—起模時(shí)間σ24—終強(qiáng)度

t3/t5

比值越大越好

混好的型芯砂填入砂箱或芯盒中，在可使用時(shí)間內(nèi)利用自然緊實(shí)或輕微震動(dòng)緊實(shí)填滿砂箱或芯盒，在型芯達(dá)到起模強(qiáng)度時(shí)及時(shí)起模，進(jìn)一步硬化。4.自硬砂的造型制芯

三、酸催化樹脂自硬砂與鑄件接觸的砂型部分，其樹脂膜被完全燒掉；靠近鑄件的砂型部分，其樹脂膜受熱碳化，呈多孔海綿狀的焦化物沉積在砂粒表面；距鑄件有一定距離的砂型部分，其樹脂膜在熱作用下變脆；遠(yuǎn)離鑄件的砂型部分，其樹脂膜仍然完好地包覆在砂粒表面。

5.自硬砂的舊砂再生

三、酸催化樹脂自硬砂樹脂砂型澆注后，固化的樹脂膜熱作用下發(fā)生變化：

破碎結(jié)塊的砂團(tuán)，去除砂中的灰分、微粉、鐵豆等雜物；去除砂粒表面的固化樹脂膜。5.自硬砂的舊砂再生

三、酸催化樹脂自硬砂再生的目的：

再生砂：顆粒表面