第三章金属液态砂型成形工艺3

§3.5树脂砂型成形工艺

以树脂作为粘结剂的型（芯）砂称为树脂砂。

热法覆膜树脂砂（也称壳型/壳芯）热芯盒树脂砂冷芯盒树脂砂呋喃树脂自硬砂树脂砂成形工艺主要有：

造型（砂型）——中大铸件，质量要求高的小铸件制芯（砂芯）——成批大量生产的铸件应用：二、热芯盒树脂砂

（1）呋喃树脂1.树脂砂的成分

糠醇树脂（FA）脲醛树脂（UF）酚醛树脂（PF）

基本构成物为：

脲呋喃树脂（UF/FA）酚呋喃树脂（PF/FA）脲-酚共聚物呋喃树脂（UF/PF/FA）

二、热芯盒树脂砂

（2）固化剂1.树脂砂的成分

采用常温下为中性或弱酸性，加热后为强酸性的盐。

氯化铵水溶液硝酸铵水溶液磷酸铵水溶液苯磺酸、对甲苯磺酸水溶液

对于不同的树脂粘结剂，要使用相应的固化剂。二、热芯盒树脂砂

（3）附加物1.树脂砂的成分

改善某些性能：

尿素消除游离甲醛的味道硅烷增加树脂的粘结强度氧化铁粉有效消除气孔缺陷

二、热芯盒树脂砂

（1）常用配方2.树脂砂的配方与混制

二、热芯盒树脂砂

（2）混制2.树脂砂的配方与混制

使用螺旋式或叶片式快速混砂机。二、热芯盒树脂砂3.树脂砂的制芯工艺

使用热芯盒制芯机。工艺过程为：将芯盒加热到工作温度；清理盒腔表面并喷涂一层脱模剂；合型射砂，保持一定时间进行加热硬化；待砂芯达到要求强度后开盒出芯。二、热芯盒树脂砂3.树脂砂的制芯工艺

芯盒温度影响硬化速度和强度200~260℃制芯工艺参数为：过烧二、热芯盒树脂砂3.树脂砂的制芯工艺

芯盒温度影响硬化速度和强度200~260℃

射砂压力和时间形状复杂压力要大0.5~1s

硬化时间取决于砂芯的厚度30~120s制芯工艺参数为：三、酸催化树脂自硬砂以呋喃树脂或热固性酚醛树脂为粘结剂，在相应的酸性催化剂作用下，在室温下自行硬化成形的型（芯）砂。三、酸催化树脂自硬砂以呋喃树脂或热固性酚醛树脂为粘结剂，在相应的酸性催化剂作用下，在室温下自行硬化成形的型（芯）砂。铸钢阀体三、酸催化树脂自硬砂以呋喃树脂或热固性酚醛树脂为粘结剂，在相应的酸性催化剂作用下，在室温下自行硬化成形的型（芯）砂。铸铁泵壳三、酸催化树脂自硬砂工艺特点：

型（芯）砂常温固化，节省能源，可使用塑料模、木模；型（芯）强度高，溃散性好；即可造型，又能制芯；铸件尺寸精度高，表面质量好；对原砂质量要求高，树脂、固化剂价格高；旧砂可再生回用，利于降低成本；型砂性能对环境（温度、湿度）敏感；特别适合成批、单件小批中大铸件的生产。

（1）原砂1.自硬砂的成分

要求：

干含水量≤0.2%

净含泥量≤0.2%

圆粒形要好需酸值要低三、酸催化树脂自硬砂

（2）树脂呋喃树脂、热固性酚醛树脂三、酸催化树脂自硬砂对于呋喃树脂，根据树脂的含氮量分为：性能含氮量（%）型砂高温性能产生气孔倾向溃散性价格高氮树脂5.0~13.5差大好便宜中氮树脂2.0~5.0中等中等较好中等低氮树脂0.3~2.0较好较小中等较贵无氮树脂≤0.3好小差贵1.自硬砂的成分

（2）树脂呋喃树脂、热固性酚醛树脂三、酸催化树脂自硬砂树脂的选用：1.自硬砂的成分

要根据铸件材质、铸件结构、性能要求来确定。

（3）催化剂决定型砂的硬化速度和硬化终强度。三、酸催化树脂自硬砂

对甲苯磺酸苯磺酸磷酸硫酸已酯对于呋喃树脂，常用的催化剂有：1.自硬砂的成分

均为显性催化剂

（3）催化剂决定型砂的硬化速度和硬化终强度。三、酸催化树脂自硬砂催化剂酸性越强：催化剂的酸性强弱：硬化越快终强度越低硫酸已酯>苯磺酸>对甲苯磺酸>磷酸使用何种催化剂，要根据环境条件、强度要求来决定。1.自硬砂的成分

（4）附加物三、酸催化树脂自硬砂改善某些性能：

硅烷增加树脂的粘结强度氧化铁粉有效消除气孔缺陷甘油增加砂型韧性

1.自硬砂的成分

（1）配方2.自硬砂的配方与混制

三、酸催化树脂自硬砂

（2）混制2.自硬砂的配方与混制

三、酸催化树脂自硬砂使用搅笼式或碗式混砂机。搅笼式混砂机——连续式混砂，供砂量大碗式混砂机——间断式混砂，供砂量小搅笼式混砂机——连续式混砂，供砂量大碗式混砂机——间断式混砂，供砂量小

（2）混制2.自硬砂的配方与混制

三、酸催化树脂自硬砂使用搅笼式或碗式混砂机。搅笼式混砂机——连续式混砂，供砂量大碗式混砂机——间断式混砂，供砂量小砂+催化剂+树脂（硅烷）出砂混匀

混匀

树脂自硬砂在混砂时就开始硬化。3.自硬砂的硬化特性

三、酸催化树脂自硬砂根据硬化强度和硬化时间的关系得出硬化特性曲线。树脂自硬砂硬化24小时的抗拉强度称为终强度。三个重要性能指标：

t3—可使用时间t5—起模时间σ24—终强度

树脂自硬砂在混砂时就开始硬化。3.自硬砂的硬化特性

三、酸催化树脂自硬砂根据硬化强度和硬化时间的关系得出硬化特性曲线。t3—可使用时间t5—起模时间σ24—终强度

t3/t5

比值越大越好

混好的型芯砂填入砂箱或芯盒中，在可使用时间内利用自然紧实或轻微震动紧实填满砂箱或芯盒，在型芯达到起模强度时及时起模，进一步硬化。4.自硬砂的造型制芯

三、酸催化树脂自硬砂与铸件接触的砂型部分，其树脂膜被完全烧掉；靠近铸件的砂型部分，其树脂膜受热碳化，呈多孔海绵状的焦化物沉积在砂粒表面；距铸件有一定距离的砂型部分，其树脂膜在热作用下变脆；远离铸件的砂型部分，其树脂膜仍然完好地包覆在砂粒表面。

5.自硬砂的旧砂再生

三、酸催化树脂自硬砂树脂砂型浇注后，固化的树脂膜热作用下发生变化：

破碎结块的砂团，去除砂中的灰分、微粉、铁豆等杂物；去除砂粒表面的固化树脂膜。5.自硬砂的旧砂再生

三、酸催化树脂自硬砂再生的目的：

再生砂：颗粒表面