呋喃樹脂鑄造工藝

1、樹脂砂工藝第一章概論1—1自硬呋喃樹脂砂的概念自硬呋喃樹脂砂的命名來源于英語的FuranNoBakeprocess，它表示以呋喃樹脂為粘結(jié)劑，并加入催化劑混制出型砂，不需烘烤或通硬化氣體，即可在常溫下使砂型自行固化的造型方法。通常被簡稱為“冷硬樹脂砂”，甚至“樹脂砂”。以下介紹兩個基本概念。一、呋喃樹脂的概念由碳原子和其它元素原子(如O、S、N等)共同組成的環(huán)叫做雜環(huán)、組成雜環(huán)的非碳原子叫雜原子。含有雜環(huán)的有機化合物叫做雜環(huán)化合物。所謂

2、“呋喃”，是含有一個氧原子的五員雜環(huán)有機化合物，它是表示一族化合物的基本結(jié)構(gòu)總稱。在呋喃系中不帶取代基的雜環(huán)作為母體，叫做“呋喃”，它的衍生物則根據(jù)母體來命名。呋喃本身在互業(yè)上并無什么用途，但它的衍生物——糠醛和糠醇，卻是互業(yè)上的重要原料，它們是最重要的呋喃衍生物，糠醛學名叫α——呋喃甲醛，糠醇學名叫呋喃甲醇。它們的分子結(jié)構(gòu)如下：含有糠醇的樹脂稱為呋喃樹脂。作為鑄造粘結(jié)劑用的呋喃樹脂一般是用糠醇(FA)與尿素、甲醛或苯酚等縮合而成的如尿

3、醛呋喃樹脂（UFFA）、酚醛呋喃樹脂(PFFA)、酚脲醛呋喃樹脂（UPF－FA)和甲醛——糠醇樹脂(FFA)等。二、呋喃樹脂的硬化機理根據(jù)呋喃樹脂的組成不同，分別可以通過加熱、通入硬化氣體或添加酸催化劑等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）的呋喃樹脂一般糠醇含量都超過50%。其硬化機構(gòu)很復雜，現(xiàn)在還未完全弄清楚，但基本的樹脂化反應包括了糠醇的第一醇基和呋喃環(huán)的第五位氫之間的脫水縮合，此外呋喃環(huán)的斷裂生成乙酰丙酸，第一醇基間脫水生成醚和醛等

4、等的反應。1—1自硬呋喃樹脂砂的優(yōu)缺點2.5.型砂的潰散性好，落砂容易，修整工作量少。2.6節(jié)約了一些造型（芯）前的準備工作量。如插芯固等。根據(jù)一般統(tǒng)計，用自硬呋喃樹脂砂代替粘土烘模砂后，生產(chǎn)效率可提高40—100%，單位造型面積產(chǎn)量可提高20—50%。3減輕勞動強度，大大改善了勞動條件和工作環(huán)境，尤其是減輕了噪音、粉塵等，減少了環(huán)境污染。4節(jié)約能源。這表現(xiàn)在取消了烘窯和水力清砂，提高了鐵水成品率，大大降低了壓縮空氣消耗，從而在節(jié)水、節(jié)

5、電、節(jié)煤（焦）等方面效果顯著。5樹脂砂型(芯)強度高(耐高溫)、成型性好、發(fā)氣量較其它有機鑄型低、熱穩(wěn)定性好、透氣性好，可以大大減少鑄件的粘砂、夾砂、砂眼、氣孔、縮孔、裂紋等鑄件缺陷，從而降低廢品率，可以制造出用粘土砂難以做出的復雜件、關(guān)鍵件。6舊砂回收再生容易，可以達到90—95%的再生回收率。在節(jié)約新砂、減少運輸、防止廢棄物公害等方面效果顯著。二、自硬呋喃鑄型有一些缺點，應采取相應對策。1對原砂要求較高，如粒度、粒形、SI02含量、

6、微粉含量、堿金屬鹽及粘土含量等都有較嚴格要求；2氣溫和濕度對硬化速度和固化后強度的影響較大；3與無機類粘結(jié)劑的鑄型相比，樹脂砂發(fā)氣量較高，如措施不當，易產(chǎn)生氣孔類缺陷；4由于硬化機理是脫水縮合型，故硬化反應需一定時間，模樣的周轉(zhuǎn)率較低，不易適應于大批量鑄件的生產(chǎn)；5與粘土砂相比，成本仍較高；6對球鐵件或低C不銹鋼等鑄件，表面因滲硫或滲碳可能造成球化不良或增碳，薄壁復雜鑄鋼件上易產(chǎn)生裂紋等缺陷；7澆注時有剌激性氣味及一些有害氣體發(fā)生，CO