呋喃树脂砂应用若干问题

2018-11-01  来自: 青州恒威材料科技有限公司 浏览次数:102

  目前,在我国铸铁型砂中应用的树脂砂主要是呋喃树脂砂。树脂砂的质量控制是原辅材料、工艺、设备、管理4个方面有机结合的系统工程,其中材料是基础,工艺是核心,设备是条件,管理是保证,有人说,这4方面如一台车的4个轮子缺一不可。现就呋喃树脂砂在生产应用中的几个问题进行探讨。这些问题是:

  (1)树脂砂的原辅材料问题;

  (2)树脂砂的环境温度与湿度的影响问题;

  (3)树脂砂的发气量大的问题;

  (4)树脂砂的刺激味问题;

  (5)树脂砂操作与管理问题。

  一、树脂砂的原辅材料问题

  1.原砂质量

  树脂砂有诸多优点,是铸造型砂从粘土砂走向自硬砂的重大突破,但它有4大缺点也为国内外所承认:即对原砂要求高;性能受环境影响;发气量大;有强烈的刺激味。

  高质量的原砂是保证树脂砂性能的基础。而这点往往受到不少铸造厂的忽视。

  (1)树脂砂原砂的质量指标  见表1。

  (2)原砂的SiO2含量  铸钢件与铸铁件的浇注温度不同,其原砂的SiO2含量也有所不同,见表2。

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  (3)原砂的耗酸值  对树脂砂而言,含有碱性物质的原砂,会使酸硬化的呋喃树脂砂延缓硬化,或不硬化。测试发现:硅砂的耗酸值高,硅砂中粘土矿物与碳酸盐等有害杂质的含量也高。这类物质的存在是恶化型砂性能,造成铸件缺陷的重要原因之一,选择原砂时,其硅砂的耗酸值不得超过5mL。试验表明:耗酸值由5mL至8.0mL时,型砂强度降低30%以上。表3为原砂耗酸值对树脂砂强度的影响。

  (4)原砂的含泥量  通常的规定是硅砂中<0.02mm的颗粒为含泥量。在实际含泥量中,<0.02mm以下的不仅包括Sio2硅砂,还包括一些矿物颗粒。

原砂含泥量高有三大害处:

  其一,比表面积大,消耗树脂,降低树脂砂强度。

  其二,泥中含有大量的碱金属与碱土金属氧化物,降低树脂砂的耐火度。

  其三,泥中含有的碳酸盐及贝壳类物质会增大耗酸值,这些皆增加硅砂的发气量,恶化硬化特性。

  因此,树脂砂的原砂含泥量应小于0.2%。含泥量由0.2%至1.0%时,树脂砂强度降低10%~35%。这就是为什么树脂砂原砂需要擦洗砂的原因。含泥量对呋喃树脂砂的强度影响见表4。

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  (5)原砂的含水量  原砂含水量的增加常导致树脂砂三个方面性能的恶化:即树脂砂强度的下降;树脂砂的发气量与发气速度增大;硬化速度与起模时间的延长。在生产中应严格控制原砂含水量不得高于0.2%。如原水中含水量由0.2%增至0.6%,型砂强度将降低50%左右,甚至更多,见表5,对硬化时间的延长影响,见图1。


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图1 原砂含水量与树脂自硬砂强度及硬化时间的关系

  (6)原砂中的微粉含量  硅砂的微粉是指粒度小于0.106mm(140目筛)的颗粒。

微粉的有害作用有三个方面:

  一,增大硅砂的总表面积,消耗树脂。

  二,降低型砂的强度与透气性。

  三,再生砂中微粉增加,使再生砂性能恶化。

  生产中应严格控制原砂中的微粉含量小于0.2%。原砂微粉含量由0.2%升至0.8%,强度由1.5MPa降至0.5MPa,这将导致树脂量增加,成本的提高,发气量的增加,气孔缺陷倾向的增大,见图2。

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图2  原砂微粉含量与树脂自硬砂强度的关系

  (7)原砂的灼减量  灼减量是硅砂中有机类杂质和碳酸盐在高温下烧失的杂质量。它增加了型砂的发气量,对铸件表面质量十分有害,原砂的灼减量不得超过0.5%

  (8)原砂的粒形  对硅砂的粒形表示有两种,圆形法与角形系数法。

  图形法:用“○”表示圆形砂粒,用“□”表示多角形砂粒,用“△”表示尖角形砂粒,两种粒形组合的砂粒表示为“○-□”,“□-△”等。每种粒形均在显微镜下评定。

  角形系数法:角形系数是指硅砂实际比表面积与理论比表面积的比值。比值越接近1.0,则砂粒越圆。

1.0,则砂粒越圆。

  硅砂粒形与角形系数的关系见表6。

图3~图7为硅砂的各种粒形。

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  原砂粒形对型砂性能有着重要影响,在相同树脂量下,圆形砂配置的型砂,强度比多角形大的多,见表7。

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  由表可知,圆形砂粒的型砂强度比多角形粒形高2倍,且发现多角形砂配制的型砂流动性差,难以舂实。这可从其试样重量轻于圆形砂粒试样得到证实,紧实度差的树脂砂其必然导致树脂粘结桥数量的减少,这是强度降低的主要原因。因此要求树脂砂原砂的角形系数要求≤1.30。

  综合上述,树脂砂质量必须从原材料抓起。如江苏某厂采用呋喃树脂砂,加入量原为1.5%~1.6%,后对8种原砂进行系统的筛选试验,选择了合格的原砂,树脂加入量降至1.2%,国内某大型机床铸件厂采用围场粒形较好的,经过擦洗的风积砂,选用了好的树脂。其树脂加入量长期稳定在0.8%~1.0%。

 2.树脂的质量

  铸铁型砂用的呋喃树脂是以糠醇为基础的树脂,并以糠醇结构上特有的呋喃环而得名。

  呋喃树脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等组份缩合而成,主要组成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃树脂品种多样,通常按糠醇含量将呋喃树脂分为三大类,见表8。

  铸铁用的呋喃树脂是中糠醇树脂。根据铸件材质选用呋喃树脂的参考见表9。

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  值得提出的问题是,目前众多生产呋喃树脂的厂家,其产品质量参差不齐,鱼目混珠,尤其是在低价位的激烈的竞争下,为了降低成本,常使呋喃树脂中水分与氮含量严重超标,地影响了树脂砂的质量。水分对呋喃树脂是一种不利的成分,无水的呋喃树脂应是好的,但实际上树脂中的水分通常是脱不净的,一般在2%~10%范围内。但在一些呋喃树脂中生产厂家为了降低成本,常生产出水分达12%~25%的呋喃树脂,这种高含水量的树脂将会造成下列问题的发生:降低硬化速度延长起模时间;降低型砂强度与硬透性。因此,树脂进厂时必需对含水量进行测试。2010年某杂志曾对数家呋喃树脂生产作过调查,其含水量有12%、18%、20%的不等,仅有一家为6%。

  树脂中的含N量是一个重要指标,它对树脂的性能与价格皆有重要的影响。灰铸铁,球墨铸铁通常采用的是中氮树脂,既要求一 定量的N含量(2%~4%),又要求N含量不要过高(<5%)。原因是加入N可增加型砂的常温强度,韧性及溃散性,有利于型砂性能的提高。且带入N的尿素组分价格便宜,可降低成本。但N含量过高也会带来三个问题,一是抗湿性增加,即制造呋喃树脂时,随着N含量增加,粘度增加,导致包覆砂粒的树脂膜变薄或不完整,使型砂强度降低,若为降低粘度而少脱水,则导致含水量增加,使固化速度减慢,硬透性及强度皆受影响,这也是含N高,含水分也高的原因。二是热强度降低,树脂砂要求的热稳定性是十分不利的;三是形成氮气孔,形成气孔缺陷。因此树脂进厂时,含氮量是必测项目。

  即要不产生N气孔,又要降低成本是有可能的:如生产厂的树脂的N含量为4%,铸造厂的树脂加入量为1.5%,则带进的N含量为0.06%。如果铸造厂采取措施后,将树脂加入量降至为1.0%,则可用价格低的含N量为6%的树脂,带入的N含量仍为0.06%,这样树脂生产厂可降低树脂成本,铸造厂的树脂加入量低。购买的树脂价格也低,可双重得益。

  3.固化剂的质量

  目前,呋喃树脂常用的固化剂是对甲苯磺酸,二甲苯磺酸等有机酸,它主要的特点是酸度范围宽,硬化速度可以调节,硬化后强度高,浇注后有机磺酸分解,不残留在再生砂中,不影响再生砂的性能。因此,在铸铁中应用呋喃树脂砂时要用经过磺化的酸,切不可贪图便宜购买未经磺化的硫酸作固化剂,河北某机床铸件购买了价格低的硫酸固化剂后,操作者的咽喉、眼睛受到严重损害,并因其酸性强,硬化过程反应强烈而难于控制。受到双重损害。

  高质量的原砂,合格的树脂与固化剂,它是保证树脂砂性能的基础,树脂砂质量必须从原辅材料抓起。

 二、树脂砂质量与环境的温度与湿度问题

  树脂砂第二个缺点就是其性能受环境温度与湿度的影响。因此在树脂砂的质量控制中要充分了解环境温度与湿度对树脂砂强度,起模时间,可使用时间的影响,并采取相应的措施。否则将导致树脂砂质量的失控。

  树脂砂在一年四季中,有三个季节,其性能变化大,一是夏天,温度高,树脂砂硬化快,可使用时间短;二是冬天,温度低,硬化慢,起不了型,硬透性差;三是梅雨季,相对节湿度大,树脂砂硬化慢,强度低,常造成塌箱。

  试验表明,环境温度每相差8℃,树脂砂的硬化速度相差1倍,这将严重影响硬化速度与起膜时间,湿度的影响也是如此,树脂的缩聚反应时有水析出,环境湿度高时水不易挥发,使硬化减慢,强度降低。与温度影响不同的是,湿度对未开箱的封闭硬化的型、芯影响不大,而开箱后,湿度对其硬化速度及强度影响较大。湿度有两种指标来表达,即空气的湿度与相对湿度。湿度实际上是不同温度下的饱和含水量,通常用每立方米含水的质量(g)表示,见表10。

  相对湿度是实际含水量与湿度的比值,用百分数来表示。如梅雨天气相对湿度可达95%,但温度仅有20℃,则梅雨天的含水量=17.29×95%=16.42(g/m3)

  表11 为我国10城市与日本东京1月至12月的空气中含水量的统计。


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  由表可知,1月份含水量,北京为1.44g/m3,而广州是8.68g/m3,是北京的6倍。每个城市的1至12月的含水量也是不同的。上海、汉口、长沙等城市夏天7、8月的水分为1月的4~5倍以上。而北京则在14倍以上,这对树脂砂的性能影响是相当大的。

  图8为铸件废品率与空气湿度的关系。图中表明7~8月湿度高,含水量大,温度达35℃时相对湿度为60%,相对湿度虽不如梅雨季节的95%,但其含水量比梅雨季节还高,含水量=39.61g/m3×60%=23.76g/m3。统计表明,其相对应的铸件废品率高。图中也表明,在冲天炉供风湿度控制在5~7g/m3后,废品率显著减少。上述表明无论是铁液质量还是树脂砂质量,环境变化影响是不可忽视的因素。

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图8 铸件废品率与环境湿度的关系

  笔者所在的原单位曾用过日本花王的树脂,并对日本的花王公司与日本的铸造厂进行过交流,发现其在呋喃树脂的应用中,不少日本的铸造工厂都详细地记录着环境温度、湿度、树脂、固化剂的加入量,并与铸件重量与尺寸的大小,起膜时间,小时强度等工艺参数等相对应。日方在交流时表示,每个工厂要经过2~3年的经验积累才能根据环境温度、湿度、铸件质量大小来调整固化剂品种及加入量。找出规律性。并强调在环境影响方面,经验的积累是十分重要的。目前我国企业做的还不到位,甚至记录都不全。

  目前树脂生产厂根据环境的变化皆有相应的固化剂的配套,对品种,加入量及应用季节有书面指导,见表12。

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  有的工厂还有AB泵的调节。这方面的确已有了长足的进步。但在生产中还要注意三个环节:砂子温度,模型温度及铸型在浇注前的热风烘烤。

  砂温管理是树脂砂工艺中十分重要的一环,砂温控制在25~30℃为宜。表13为砂温对型砂强度的影响。

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  由表13可知,砂温5~10℃时,初始强度低,无法起膜,35℃以上,初始强度高,但可使用时间短,终强度低。因此,必须要具备强有力的砂温度调节器。下列情况者应要更加重视:生产率高,气温高的地区,砂子降温工作量大;生产率不高,间断生产周期长气温低的地区,砂子升温工作量大。对于造型线上砂温控制更为重要。为什么星期一树脂砂起膜性能差,为什么星期四、星期五的树脂砂可使用时间短,来不及造型,这都是砂温造成的。

  大量的经验表明,冬天时对金属模型加热十分重要。美国企业在冬天时常用红外线或热风加热生产线上的模具。确保了铸型的硬化速度与起膜时间。型、芯在合箱前的存放期间受到环境影响,吸湿是不可避免的。合箱后采用热风烘烤对防止气孔,提高铸型表面稳定性十分有效。尤其在温度低、湿度大,型芯存放时间长时更为重要。日本用250℃左右的热风在浇注前从铸型浇冒口进入,对合箱的铸型进行吹烤。国内有的铸造厂已将上述措施纳入工艺。

  三、树脂砂发气量的问题

  树脂砂发气量大,发气速度快并集中形成发气的峰值,这是呋喃树脂的第三个缺点,解决的措施是两个方面:一是减少发气量;二是强化排气系统。

  1.减少发气量

  多年统计表明,气孔、夹渣、缩松往往在铸造缺陷中排列前三位,不少工厂气孔占首位。树脂砂对气孔是十分敏感的,下列三个方面对树脂砂发气量影响大:即树脂的加入量,树脂的含N量及再生砂的灼减量。

  (1)树脂加入量  检查一个工厂树脂砂质量控制的好不好,首先看它树脂加入量是多少。树脂加入量保持在1.0%~1.2%的范围内为合格,加入量0.8%~1.0%为良好。日本控制在0.8%~1.0%的范围内。

  树脂加入量与发气量是线性关系,见图9


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图9 树脂加入量与发气量的关系

  (2)树脂中的含N量  对铸铁而言,呋喃树脂的含N量应≤5.0%,图10为型砂中含N量与铸造缺陷的关系。

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图10 砂型中含氮量与铸件缺陷的关系

英国铸造协会(BCIRA)提出树脂砂中含N量的极限见表14。

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  (3)再生砂中的灼减量  灼减量是旧砂中残存的有机物的度量,它是再生砂效果的表征,同时也是含N量与发气量大小的表征,见图11、图12。

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图11 旧砂灼减量与发气量的关系

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图12旧砂含氮量与灼减量的关系

  目前在工厂不检验再生砂的发气量,而用再生砂的灼减量大小来表征发气量的高低。

  再生砂中的微粉不仅增加树脂砂的发气性,也影响树脂砂的强度。树脂砂加入量越低,微粉含量对强度的影响越显著。因此,树脂加入量较低时则更要把再生砂的微粉含量控制在0.2%以下。图13为微粉含量对树脂砂24h后强度的影响。

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图13 为微粉含量对树脂砂24h后强度的影响

  灼减量的大小,不仅取决于再生设备的功效,还取决于树脂加入量与砂铁比,树脂加入量高,砂铁比越大,灼减量也越高。因此降低树脂加入量,降低砂铁比对降低灼减量同样是重要的。

  2.强化排气措施

  不少铸造企业常有一个误区,认为树脂砂透气性很好(500~1000),因而忽视了树脂砂的排气措施,这是错误的。树脂砂是有机粘结剂,发气量大,且集中,很快形成峰值,气体来不及排出时,则形成气孔。凡是到过中、大型树脂砂生产现场的人都看到过,浇注后铸型排出的燃烧气体高达一米多高。工艺要求20cm×20cm范围内扎2~3个 8mm的气孔;要求在中大型型芯中内部加旧砂块;要求每个芯子皆有排气道,并与铸型想通;要求砂箱下部有垫块,利于向下排气;要求上型的出气冒口面积大于内浇口面积等。但是这些经过多年经验的排气措施往往在不少工厂得不到贯彻。有的工厂不札气眼,或流于形式,像蜻蜓点水浅浅的一札;有的工厂芯子不论大小,一律实芯;有的芯子排气孔与铸型出气孔错位或不相通,有的工厂在刷涂料时甚至把砂芯的排气口都涂上了。如此不重视排气,如何不产生气孔。


  值得提出的是,树脂砂扎气孔不仅有排气的作用,还有利于铸型内部水分排出及加速硬化的作用。另外,铸型内部良好的硬化对起模时铸型的完整十分有利。

  3.树脂的刺激味问题

  刺激味来源于树脂中的游离甲醛。游离甲醛有强烈的刺激性气味,在混砂、造型中挥发出来。浇注时遇高温进一步释放。游离甲醛具有毒性,释放量大时会使人流泪、流鼻涕、咽喉发干、粘膜发炎、充血、甚至水肿,在夏季及砂温高时尤为严重。关于树脂砂车间空气中的甲醛含量各国都有规定。日本为3mg/m3,美国为2PPM,我国卫生部颁布的工业企业设计卫生标准丁36-79规定3mg/m3以下。与过去相比有了很大的进步。近年来,我国自行研制成功的邦尼树脂,也是一种酸固化的铸造用树脂,完全没有游离甲醛与苯酚,已在铸钢与铸铁中成功应用,浇注后无刺激味,受到工人与操作者的欢迎。


四、树脂砂生产中操作与管理问题

  精细的操作与严格的管理是树脂砂质量控制的核心,但目前不少厂皆未执行到位。

  (1)舂实的操作被忽视  树脂砂即使不舂实,也会自硬成型,这种现象导致一些操作者完全忽视了造型,制芯中的舂实工作,往往用脚踩、铁锹拍拍了事,也不用振动台,这是一个操作误区。树脂砂是一种自硬砂,硬化后铸型表面硬度很高。但型面硬度与铸型紧实度不是一个概念。未舂实的树脂砂铸型表面硬化后虽然很硬,但却降低了型砂强度。表15为舂实力度对型砂强度的影响。


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  未舂实的型砂其内部多有空隙,浇注后树脂受热、分解、气化,使砂粒失去支撑,造成胀砂、粘砂等缺陷,对石墨化膨胀强烈的球墨铸铁则会形成缩松与缩孔。因此,对于树脂砂造型、制芯的操作,人工辅助舂实是必不可少的。对模型凸台的下部,凹角转弯处及活块下部等处更要用手工紧实。实践证明,紧实、均匀的型与芯大幅度地提高了抗粘砂的能力与铸型表面稳定性。

  (2)可使用时间的正确掌握  呋喃树脂砂有一个重要特性,刚混制时型砂的终强度高,随着时间的延长,终强度逐渐下降,见图14。降到只剩下70%终强度时,这时的制作时间称为可使用时间。

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  操作者就是要在这有限的可使用时间内完成操作,此时型砂流动性好,舂实时省力,型砂强度高。如超过了可使用时间,流动性恶化,充型难,舂实力度加大也无法舂实,型砂终强度大幅度降低,表面稳定性差,极易冲砂。所以树脂砂操作的一个重要原则就是混制后尽快成型。必须在可使用时间内完成造型、制芯。图15是树脂砂混砂-造型-起模过程中的硬化过程与强度变化。

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图15 树脂砂在混砂-造型-起膜过程中的硬化过程与强度变化示意

  由图可知,树脂砂固化分三个阶段:预固化、封闭固化、敞开全固化。由于操作者不了解这三个固化过程,则在生产现场出现不同程度的问题。

  预固化阶段主要的任务是:要在可使用时间完成紧实操作。某中、大型铸造厂,造型时未能连续分层舂实,砂层之间的操作时间超过了可使用时间,造成砂型的分层,导致塌箱。某厂夜班造型时,造型中间停歇长,混砂机前段存放的时间早已超过可使用时间,未作头砂处理,再进行放砂造型时,头砂已固化,造成冲砂、夹砂缺陷。某厂造型准备工作不足,在造型操作的中间才去拿浇冒口,冷铁,活块。超过了可使用的时间,造成型砂强度下降,这都是在预固化阶段发生的问题。

  封闭固化阶段要注意的问题是,不要为了提高生产率而过度地加快起膜时间。工厂操作者总希望可使用时间长一些,起膜时间短一些,根据呋喃树脂的硬化原理这是不可能的。重要的是增大固化剂加入量,的确提高了初始强度与起膜时间,但却降低了终强度。这是因为封闭固化阶段虽然硬化速度不快,建立强度缓慢,但却是后续全固化的基础。过快的硬化会使已交联的预聚物将未交联的预聚物包在内部使其未能充分有序地展开而参与交联。虽然初始强度较高,但终强度降低。因此操作前就应该根据铸型的大小,铸件的复杂程度选择固化剂的加入量,留足可使用时间,留足封闭固化的时间,虽然起膜时间迟一点,但对后期的全固化作用好,终强度高。

  敞开全固化阶段是快速硬化、强度迅速增长的阶段。该阶段应注意两个问题:一是刷涂料的时间。二是型、芯硬化后的吸潮。前者是刚起模的型、芯不宜立即上涂料。因为此时固化反应尚在初期阶段,若是水基涂料,则会影响硬化的正常进行。如是醇基涂料,则点燃后会使未完成合反应的树脂过烧。这些皆会影响型、芯的表面稳定性。因此上涂料应在造型、制芯后4小时后进行。型、芯存放期会吸潮,强度下降。这也是强度达到高值后强度下降的原因。因此在浇注前需要用热风烘烤。

  (3)可使用时间的测定  目前用的70%强度法,即混砂后每隔2min取树脂砂制成若干组试样,经24h后测终强度,一般情况下,刚混好时型砂终强度高,离其时间越远,强度越低。当强度降至的70%时,其对应的制样时为可使用时间。24h的强度不肯定是,但通常仍以24h强度为终强度。此法存在两个问题:一是24h才知结果。测试过程太长且24h内环境温度、湿度是变化的,数据不够准确。二是方法繁琐。美国铸造工作者学会推荐的锤击法简易可行,一目了然,能清楚地诠释可使用时间的意义。方法如下:

  ①砂混好后,立即取样在仪器上锤击3次,制成Ф50mm×50mm的试样,记录冲杆顶端在刻线上的位置h1,并 称重量W1。

  ②每隔2min取同样重量W1的树脂砂,在仪器上锤击至h1的位置,记录锤击次数。

  ③当试样需锤击6次才达到h1高度时,则从混砂终了到此时的时间为可使用时间。

  此法充分说明树脂砂离混砂终了的时间越近,型砂流动性越好,舂实省力。离混砂终了时间越远,则需更多的锤击次数才能达到同样的高度。充分说明进行造型、制芯操作时掌握可使用时间是多么重要。

  (4)表面稳定性  铸型表面与高温金属液接触,要求具有抗冲刷、耐磨损、抗烘烤的能力,这种能力用表面稳定性来表征。在日本的工厂里,有表面稳定性的要求,要达到90%以上。其测试方法是将Ф50mm×50mm的试样在一振动筛上振动,振动时间为60s,称其前后重量,算出表面稳定性:

  SS1=(W2/W1)×

  SS1为表面稳定性,W1振动前重量,W2振动后重量。日本大部分工厂SS1为90%~95%。在日本表面稳定性达到95%的工厂,型、芯表面强度高,表面致密而光滑,不仅抗高温铁液冲刷的能力强,很少有冲砂缺陷,且与涂料配合,铸出表面光洁的粗糙度12.5~25um的铸件。国内也应该展开对表面稳定性的研究与应用。

我国的树脂砂的质量控制虽有进步,但与国外水平的相比,尚有不少的差距。

  笔者曾到日本五个应用树脂砂的铸铁件制造厂考察,许多地方值得我们学习。

  A:重视原辅材料质量。

  铸造原砂有三种,硅砂、铬矿砂、锆砂。硅砂的Sio2>93%,水分控制十分严格,接近于零。吉田铸工所用的大部分是铬矿砂,高质量的铸件则选用进口的澳大利亚锆砂。树脂的含N量要求为2~6%。但市场供应的皆是N<2%的树脂。他们指出,N>8%,会产生N气孔。

  B:树脂加入量少,旧砂再生率高,铸型表面而稳定性好。

  树脂加入量见表16,吉田铸工所的树脂加入量0.7%~0.8%。

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  旧砂为250℃的加热处理+机械再生,再生率为95%,故配砂为95%再生砂+5%新砂。日本十分重视旧砂再生,吉田铸工所的树脂砂旧砂再生回用率达97%。每吨旧砂排放要缴纳4000日元的环保费。

  C:废品率低,树脂砂的型砂成本低。

  根据日本吉田铸工所的长年统计,粘土砂废品率7%~8%,水玻璃砂为5%,树脂砂为3%,用树脂砂时砂铁比为2.7%~3.1%。由于树脂砂回用率高,加入量低,其成本低,吉田铸工所型砂的综合成本对比是,粘土砂10000日元/吨砂,水玻璃砂6000日元/吨砂,树脂砂5000日元/吨砂。该单位在1984年取消了水玻璃与粘土砂,全部改为树脂砂。日本丰田工机株式社铸造工厂铸件废品率0.9%,树脂砂型砂综合成本比粘土砂低1倍。

  D:管理严格,操作精细。

  配合生产需要,工厂做了大量树脂砂的试验工作,如室温、湿度对型砂性能的影响,氧化铁粉对树脂砂性能的影响,硬化剂加入量对可使用时间与起膜时间的影响,再生砂加入量对型砂强度的影响,由于有可靠的数据作依据,所以生产中很少发生问题,质量管理中特别重视砂温管理(30~35℃)。在生产砂的质量管理(灼减量<2.5%,微粉含量<0.2%)操作中十分重视舂实与排气,重要的铸件采用拔塞浇口,每个铸型上标有日期,铸件号,造型工代号,浇注卡有化学成分,三角白口,出铁温度等。浇注速度不采用公式计算,而是根据树脂砂耐高温强度,易形成发气峰值及夹渣方面的特点,采用快浇工艺,见表17。


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  铁液温度1500~1550℃浇注温度1420~1370℃,铸出的铸件表面光洁,尺寸精度高,600mm长度上,不平度<1mm。总之,他们的树脂加入量低,废品率低,精细的操作,严格的管理给我留下了深刻的印象。

  树脂砂大规模的应用,在我国已有近30年的历史了,用树脂砂工艺生产出好的铸件已不是一件难事,因为树脂砂本身并没有高深的理论,也没有悬而不决的关键问题需要解决,难的是操作不精细,管理不严格。这正是我国从铸造大国走向强国中企业要努力做好的两件大事。

关键词: 呋喃树脂砂应用若干问题           

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