自硬呋喃树脂砂铸造工艺

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　1．为什么磷酸多用作高氮呋喃自硬树脂的固化剂，而很少用作低氮呋喃自硬树脂的固化剂？

　　这是因为低氮高糠醇树脂，采用酸做固化剂时，硬化速度慢，脱模时间长，且强度很低。高氮低糠醇树脂使用磷酸做固化剂可获得必要的硬化速度。而且，高氮低糠醇树脂采用磷酸作催化剂可获得很好的终强度。

　　造成这种结果的原因主要是由于磷酸与糠醇的互溶性差，而与水的亲和力大，使得树脂和催化剂中所含的水分以及树脂在缩聚反应中生成的水不易扩散排出而以磷酸为核心生成水滴残存于树脂膜中，破坏了树脂膜的致密性，故强度较低。（请关注“铸造生态圈”）而高氮树脂与水的互溶性好，各种水分不易以磷酸为核心集中为水滴，树脂膜结构好，强度高。

　2．为什么酚脲脘自硬树脂的硬透性比呋喃自硬树脂砂好？

　　因为酚脲脘树脂的固化过程是聚合反应，固化过程中不产生小分子的水，不存在因型内外水分的挥发速度不同使其内外固化速度不一致的问题，而呋喃自硬树脂的固化过程是缩聚反应，反应过程中产生水分，因型芯内外的水分蒸发速度不同，导致了其内外固化速度不同，故其硬透性差些。这也是呋喃自硬树脂砂的固化速度受空气相对湿度影响较大的原因。

　　3．为什么生产铸铝、铸铜件可以选用高氮呋喃树脂？

　　由于铝、铜金属液对氮几乎不溶解，因此，即使使用高氮树脂在浇注过程中树脂分解产生的氮，也不会被铝、铜金属液吸收，也就不会在凝固过程中因析出氮而形成氮气孔。因此，生产铸铝、铸铜件可以为潢足溃散性的需要而选用高氮树脂。

　　4．为什么自硬树脂砂生产重量大的铸件，浇注系统宜于用陶瓷管制作？

　　采用自硬树脂砂造型，当生产重量较大的铸件时，由于浇注时间长，浇注系统在高温金属液的长时间热作用下，易使树脂砂过早溃散丧失强度，造成冲砂缺陷，因此，对重量较大的铸件，浇注系统宜用陶管制作，同时使浇注系统特别是直浇道不易上涂料的问题得到解决。

　　5．采用自硬树脂砂造型、制芯时，如何确定树脂砂的可使用时间是否满足要求？

　　当采用间歇式混砂机时，树脂砂的可使用时间要大于树脂砂从混好卸砂到用完的这段时间；当采用连续式混砂机造型、制芯时，树脂砂的可使用时间要大于从混砂机的出砂口起始放砂位置到又回到该位置连续放砂的这段时间。

　　6．自硬树脂砂用模样的拨模斜度为什么要比粘土砂大些？

　　树脂砂型芯在起模时已具有一定的硬化强度，无退让性，一般不能通过敲击模样和芯盒框使砂型或砂芯壁来达到松动模样，起模时摩擦力较大；树脂砂型与砂芯的可修补性差，起模时，砂型，芯一旦不完整，较难修补。

　　7．树脂砂工艺生产铸铁为什么宜少设被缩冒口，多设出气冒口？

　　树脂砂型刚度好，浇注初期砂型强度高，这就有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀，有效地消除缩孔、缩松缺陷，实现灰铸铁、球墨铸铁件的少冒口、无冒口铸造。但树脂砂的发气量在，为了便于浇注过程中型腔中的大量气体能顺利排出，必须多设出气冒口，原则上要求∑F冒＞∑F内。

　　8．为什么含糠醇70%-80%的呋喃自硬树脂的常温终强度最大？

　　从理论上讲，呋喃树脂中的脲醛树脂比例越高，其常温终强度越大，因此当糠醇含量大于80%时，糠醇含量越高，即含氮量越低，常温终强度越低。但随着脲醛树脂的增加，呋喃树脂的含水量相对增高，又会降低硬化速度和终强度。（请关注“铸造生态圈”）当糠醇含量低于70%时，树脂终强度的下降趋势超过了上升趋势。因而一般情况下，糠醇含70%～80%时，呋喃自硬树脂砂的常温终强度最大。

　　9．为什么采用催化活性过强固化剂和过多的固化剂加入量，会导致树脂砂的终强度下降？

　　采用催化活性过强的固化剂或过多的固化剂，会导致预固化阶段过短，树脂中无规则卷曲线团状预聚物尚未充分伸展和有序化，就被已经交联的预聚物阻塞在体形结构中，使线团中的大量活性基未能参与反应，不能形成聚合度很大的聚合物。所以尽管树脂砂硬化较快，初强度较高，却必然导致终强度的明显降低。

　　10．为什么自硬树脂砂的旧砂需要再生回用时，不宜用磷酸做固化剂？

　　用磷酸做固化剂的砂型、芯在浇注后，磷酸不能在金属液的热作用下分解破坏，而生成磷酸盐沉积在砂粒表面，较难通过再生去除，导致再生砂配制的树脂砂的强度下降很多，并且增加铸型膨胀，使夹砂倾向增加。

　　11．为什么酸硬化的甲阶酚醛树脂自硬砂宜选用游离酸含量低，总酸高的有机酸做固化剂，不通用无机酸做固化剂？

　　由于酸硬化的甲阶酚醛树脂中含水量高，因此发生交联反应时，除树脂本身缩聚产生水外，还将释放数量很多的水，这些水将起稀释硬化剂的作用，使反应很慢。增加硬化剂的游离酸含量，才会使硬化速度变快，但会使自硬砂的强度下降很多，因此要保证硬化速度，又不使树脂砂的强度下降较大，只能增加固化剂的总酸值。由于无机酸的游离酸一般都较高，所以对于酸硬化的甲阶酚醛树脂，宜选用总酸度高，游离酸含量低的有机酸做固化剂。

　　12．为什么酸固化甲阶酚醛树脂砂的固化剂加入量宜以占树脂的百分数表示？

　　这是由于酸固化甲阶酚醛树脂是由苯酸和甲醛在碱性催化剂作用下缩合而成的，出厂前用酸将碱性催化剂中和并使其成弱酸性。因此树脂对酸性硬化剂不如呋喃树脂那样敏感，在酸浓度相当高时才发生交联反应。另外，此种树脂的含水量很高，一般都在某些方面15%左右或更高。发生交联反应时，除树脂本身综合产生水分外，还要释放很多原与树脂互溶的水。这些水将硬化剂稀释，自硬砂中树脂加入量越多，此种稀释作用就越强，因而要保持同样的固化速度，不得不增加硬化剂的加入量。所以对于甲阶酚醛树脂自硬砂，硬化剂的加入量以占树脂的百分数计算为宜，也就是对酸硬化的甲阶酚醛树脂砂固化剂的加入量要随树脂加入量的增加而增加。

　　13．为什么刚起模的型芯及刚修补过的地方不宜立刻上涂料？

　　因为刚起模及刚修补过的型、芯中的树脂硬化反应还处于初期阶段，若遇到水基涂料中的水分（溶剂）会影响硬化的正常进行（对于酚脲烷自硬树脂，则未反应的二组分聚异氰酸酯可与水分反应而失效）；如使用醇基涂料，施涂料后后需立刻点燃，也会使未反应的树脂过烧。这些都会影响型、芯的表面稳定性。

　　14．为什么碱性酚醛树脂砂的旧砂再生较困难？

　　由于碱性酚醛树脂的碱性很高（基PH值通常为11～13），树脂中含有较多的碱（一般为氢氧化钾），浇注时，树脂中的碱易与硅砂作用生成低熔点的硅酸盐，熔融的硅酸盐牢固的粘附在砂粒上不易去除，造成旧砂再生较为困难。

　　15．选择树脂的类型时，应考虑铸件的哪些因素？

　　主要应考虑铸件的以下因素：

　　（1）铸件的材质。铸件（铸钢件、高合金铸铁件）的材质产生氮气孔的倾向大时，宜选择低氮或无氮树脂；（请关注“铸造生态圈”）当铸件（球墨铸铁件、灰铸铁件）的材质为产生氮气孔的倾向小的黑色金属时，可选择中氮树脂；对氮不溶解的铜、铝件要选择高氮树脂。

　　（2）铸件的重、壁厚、及浇注温度。当铸件的重较大，壁较厚，浇注温度较高时，应选择糠醇含量高、脲醛含量低的树脂，使型芯的高温强度满足需要；浇注温度低、重量轻，薄壁的铸件，需要的高温强度低，可以选择脲醛含量高些的树脂，以降低成本。

　　（3）铸件的结构。铸件易出现热裂，宜先用高温度低的树脂作粘结剂。对易出现热裂的铸钢件，宜选用碱性酚醛树脂，不宜选用呋喃无氮树脂为粘结剂；铸件易出现冷裂，宜选用溃散性好的做粘结剂。

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