FILENAME呋喃樹脂自硬砂生產(chǎn)球鐵的過(guò)程控制及問(wèn)題探討作者：AUTHOR高連國(guó)PagePAGE5ofNUMPAGES9第5頁(yè)共9頁(yè)機(jī)密 第5頁(yè) 2005-10-08冷自硬樹脂砂用于球鐵生產(chǎn)的過(guò)程控制及問(wèn)題探討高連國(guó)(荊州環(huán)宇汽車零部件有限公司湖北荊州4340000)【摘要】冷自硬樹脂砂型除受樹脂本身的性能影響外，還受氣溫、砂溫、原砂的特性、固化劑的種類、酸度值、固化劑的加入量以及混砂方式，混砂時(shí)間長(zhǎng)短等等方面的影響，在用于生產(chǎn)球墨鑄鐵件時(shí)，鑄型表面的涂料特性以及球鐵本身的固有特性等都將對(duì)球鐵鑄件產(chǎn)生影響。本文針對(duì)以上方面，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際就冷自硬樹脂砂用于球鐵生產(chǎn)的過(guò)程控制及問(wèn)題進(jìn)行一些探討，求教于廣大鑄造同仁，以期對(duì)冷自硬樹脂砂用于球鐵生產(chǎn)有所幫助?！娟P(guān)鍵詞】冷自硬樹脂砂固化劑涂料球墨鑄鐵隨著鑄件采購(gòu)商對(duì)毛坯外觀和鑄件尺寸精度要求的提高，潮模砂生產(chǎn)鑄件的方式顯得越來(lái)越落伍了，特別是在較大型的機(jī)床、閥門類鑄件的生產(chǎn)方面，無(wú)論是鑄件的外觀還是尺寸精度，尤其是鑄件的內(nèi)在質(zhì)量甚至生產(chǎn)周期，樹脂砂生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)變得越來(lái)越明顯，并逐漸被廣大鑄造工作者和鑄件采購(gòu)商所認(rèn)同。雖然呋喃樹脂并不是新東西，文獻(xiàn)表明早在1873年就有了起源于玉米制品的呋喃乙醇樹脂記載，但國(guó)內(nèi)用呋喃樹脂作為粘結(jié)劑用于鑄造生產(chǎn)卻只有二十多年的歷史，并已有最新成果“堿性酚醛自硬樹脂”等。樹脂砂在國(guó)內(nèi)發(fā)展的這二十多年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)樹脂、固化劑等研究的深入和成熟，生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，并且無(wú)論是造型還是制芯，無(wú)論是加熱固化還是催化固化——即所謂自硬都被大量應(yīng)用，本文僅對(duì)加酸硬化的冷自硬樹脂砂在球墨鑄鐵生產(chǎn)中的運(yùn)用過(guò)程及產(chǎn)生的一些影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題進(jìn)行分析探討并提出結(jié)合自己生產(chǎn)實(shí)際的解決辦法，以求得到方家的指正。一、樹脂質(zhì)量對(duì)球鐵質(zhì)量的影響及控制方法所謂冷自硬樹脂砂就是用樹脂作粘結(jié)劑用酸作催化劑，不用加熱，常溫下即能使砂型（芯）達(dá)到所要求的硬度的一種型（芯）砂。要得到表面光潔、幾何尺寸精確（相對(duì)而言）、內(nèi)在質(zhì)量高的鑄件，鑄型（芯）的表面必須光潔，鑄型的幾何尺寸必須符合金屬液的凝固、收縮特點(diǎn)而精確；要得到內(nèi)在質(zhì)量高的鑄件，在鑄型（芯）上要做的文章更多，而樹脂的質(zhì)量則對(duì)鑄型（芯）的質(zhì)量起著決定性的作用，樹脂就是通過(guò)影響鑄型（芯）的質(zhì)量從而影響到鑄件的質(zhì)量的。1、樹脂含氮量對(duì)球鐵件皮下氣孔的影響及控制方法現(xiàn)在，我們通常使用的樹脂全稱：糠醇脲醛改性呋喃樹脂，是由主要原料：糠醇（C5H4O2）、尿素（（COCNH2）2）、甲醛（HCHO）等組成的高分子聚合物，球鐵鐵水溫度一般在1350℃以上，在球化過(guò)程中已產(chǎn)生了大量鎂蒸氣；作為鑄型粘結(jié)劑的樹脂在高溫鐵水的作用下發(fā)生裂解，產(chǎn)生H2、N2、CO2和H2O等氣體；且樹脂用量越大發(fā)氣量越大，特別是樹脂中尿素含量高時(shí)即含氮量高發(fā)氣量更高，這些氣體有一部分透過(guò)鑄型排放到空氣中，一部分則溶解到高溫鐵水中，待鐵水溫度下降，這些氣體在鐵水中的溶解度降低而逸出時(shí)，鑄件形成后則分布在鑄件的表面上形成鑄造缺陷——而研究表明，適當(dāng)增加樹脂中尿素的含量會(huì)提高樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度，這就出現(xiàn)了一對(duì)矛盾，即若要提高樹脂的粘接強(qiáng)度就要增加樹脂原料中含氮較高的尿素的比例，而尿素增加，含氮量增加，球鐵件的要降低固化劑中游離硫酸的含量。2、適當(dāng)增加鑄件的加工余量。經(jīng)過(guò)解剖“局部花斑”發(fā)現(xiàn)，一般情況下，局部增硫只發(fā)生在鑄件的表面5mm左右范圍以內(nèi)，確保鑄件加工部位有5mm的余量是必要的。3、適當(dāng)提高球化劑的用量進(jìn)行過(guò)量球化。如球化劑加入量1.3%就能球化的若提高球化劑量到1.4%甚至1.5%就能收到很好的效果。在加工余量只有3mm，表面全部加工的飛輪鑄件上用此方法，筆者已收到滿意的效果。4、用新砂作“面砂”。再生砂的表面已存在一定的硫酸，若重復(fù)使用時(shí)，砂中的硫含量肯定增高，鑄件發(fā)生局部球化衰退或球化不良的可能性肯定增加，而使用全新的砂則可避免此種情況發(fā)生。5、把鑄型表面的涂料層加厚，能消除或減輕固化劑因含硫而引起的鑄件表面增硫現(xiàn)象。三、涂料對(duì)球鐵質(zhì)量的影響及控制方法冷自硬樹脂砂中，樹脂、固化劑都是以液態(tài)形式浸潤(rùn)在型砂的表面上的，砂粒與砂粒之間是薄薄的一層樹脂膜，因此即使和潮模砂相比，若不刷涂料，鑄件表面將相當(dāng)粗糙，而且若不用涂料，在鐵水沖刷鑄型時(shí)，樹脂會(huì)很快燃燒而分解從而引起沖砂或鑄型潰散。在冷自硬樹脂砂生產(chǎn)中，醇基石墨涂料使用最為普遍，石墨既耐火又具有潤(rùn)滑作用，能使鑄件表面光潔。球墨鑄鐵的澆注溫度一般較高，為了使鑄件表面不粘砂，選用石墨作涂料是最好的。醇基石墨涂料用酒精稀釋后向鑄型表面噴、涂、刷均可，噴的優(yōu)點(diǎn)是快且較均勻，缺點(diǎn)是點(diǎn)火干燥后松軟地附著在鑄型表面，不能有效地附著，防鑄件粘砂的效果不理想，對(duì)小件可以，而對(duì)大件來(lái)說(shuō)最好還是涂刷，而涂刷過(guò)程中需特別注意的是：稀釋涂料的酒精對(duì)樹脂也有稀釋作用，反復(fù)涂刷有時(shí)反而把鑄型表面“刷毛”。因?yàn)榱驅(qū)η蜩F的有害影響，所以用于球鐵生產(chǎn)的石墨涂料中的石墨的含硫量也是要控制的，要選用雜質(zhì)含量特別是硫含量較低的石墨粉，這一點(diǎn)特別要引起涂料的生產(chǎn)廠家的注意。四、用樹脂砂生產(chǎn)球鐵的其他注意事項(xiàng)1、上封箱膠和普通潮模砂相比，樹脂砂型不具備退讓性，合箱時(shí)在鑄型的分型面上0.4mm左右的砂粒間隙很難清除，即使將砂箱卡死或在上型加很多壓鐵也是如此，有時(shí)候過(guò)度卡緊砂箱還可能導(dǎo)致上型砂型從砂箱中掙脫上升，只卡了砂箱而松動(dòng)了砂型，過(guò)多的壓鐵有時(shí)也壓垮砂型，使上箱型腔壓變形，凡此種種都不利于球鐵的生產(chǎn)。這時(shí)，在鑄型的分型面，遠(yuǎn)離型腔的地方敷擠上封箱膠是必要的，并且要求封箱膠既不能干——干的封箱膠會(huì)使鑄型在垂直于分型面的方向尺寸變大；也不能稀——稀的封箱膠會(huì)流入型腔而在鑄件表面形成溝槽、氣孔等缺陷。好的封箱膠膠合24小時(shí)后，膠合面強(qiáng)度大于鑄型的強(qiáng)度。2、扎好排氣孔，并在澆注時(shí)點(diǎn)火引氣樹脂砂型在澆注過(guò)程中因樹脂的燃燒分解會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，此種氣體在型腔內(nèi)若不能排出，會(huì)產(chǎn)生壓力從而使鑄件受氣阻而產(chǎn)生澆不足或形成氣孔等缺陷。因此，用樹脂砂生產(chǎn)球鐵件時(shí)，要扎好出氣孔，特別是在坭芯芯頭的地方最好開設(shè)排氣槽，并在澆注過(guò)程中點(diǎn)火使氣體在型腔外燃燒，在鑄型外產(chǎn)生局部負(fù)壓而利于型腔內(nèi)氣體排出。3、利用砂塊或再生砂樹脂砂型在鑄件澆注后，與鑄件直接接觸的型腔表面的砂會(huì)燒損潰散，而遠(yuǎn)離鑄件的地方鑄型還比較堅(jiān)硬，可以破碎成砂塊后重復(fù)利用，這種砂塊可以在造型時(shí)在避免直接接觸模樣表面的前提下直接填入鑄型中，與剛配制的樹脂砂能很好的粘合，一方面減少新配砂的用量，節(jié)約成本，另一方面也會(huì)降低鑄型的發(fā)氣量，增加鑄型的透氣性和潰散性。樹脂砂生產(chǎn)時(shí)可以100%利用再生砂，砂型達(dá)到相同的強(qiáng)度所需要的樹脂量要少，可節(jié)約成本，前已述及，球鐵生產(chǎn)時(shí)面砂最好用新砂，制芯也要用新砂。再生砂的溫度在樹脂砂的造型生產(chǎn)中也相當(dāng)重要，一般情況下，砂溫高樹脂固化快，可使用時(shí)間短，強(qiáng)度低，甚至不能使用，這是有再生砂系統(tǒng)的生產(chǎn)者特別要注意的。另外，對(duì)批量生產(chǎn)的鑄件一定要用砂箱，生產(chǎn)球鐵時(shí)若不用砂箱的話，砂鐵比要達(dá)到4∶1，而用砂箱的話則可達(dá)到1∶1，并且操作更方便，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。4、樹脂砂的混制因?yàn)闃渲扯却?，固化劑粘度小，所以混制樹脂砂時(shí)，要先加固化劑，讓固化劑均勻浸潤(rùn)在型砂粒的表面，然后加入樹脂，樹脂遇到砂粒后與固化劑反應(yīng)生成均勻的樹脂膜包覆在砂粒表面，這種順序如果顛倒過(guò)來(lái)，一方面樹脂不可能先均勻浸潤(rùn)砂粒，它會(huì)結(jié)團(tuán)，另一方面固化劑遇到樹脂后就發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，也不能均勻浸潤(rùn)砂粒而形成樹脂膜，其結(jié)果：型砂的強(qiáng)度不均勻，性能不穩(wěn)定。對(duì)連續(xù)式混砂機(jī)而言，注入固化劑與注入樹脂的孔間距或螺旋給料器的旋轉(zhuǎn)速度一定要控制在使固化劑與砂粒均勻浸潤(rùn)后才有樹脂進(jìn)入，對(duì)間歇式混砂機(jī)而言，一定要讓全部砂粒被固化劑浸潤(rùn)后才能放樹脂，就是說(shuō)一個(gè)要控制距離空間，一個(gè)要控制時(shí)間。5、勞動(dòng)保護(hù)樹脂砂生產(chǎn)中因樹脂固化劑的燃燒分解會(huì)產(chǎn)生一定的有害氣體，如甲醛等，生產(chǎn)中