有机酯自硬水璃砂工艺

有机酯自硬水玻璃砂工艺

湖北省机电研究设计院冯胜山

1 前言

造型制芯工艺在铸件生产过程中占有十分重要的地位，它直接影响铸件的质量，生产成本，生产效率及环境污染。随着机械工业的发展，对外经济贸易的扩大，以及环境污染、能源紧张、材料涨价等问题的日益严重，对铸造生产和铸件质量提出了更高的要求，尤其是跨入二十一世纪的今天。

为了适应二十一世纪绿色、集约化铸造的需要，符合可持续发展战略，新一代造型制芯工艺必须满足下述几个方面的要求：

1．生产的铸件质量好，铸造缺陷少。

2．劳动条件好，对生态环境污染少。

3．最大限度地利用自然资源，节省能源。

4．生产成本低，生产效率高。

新型酯硬化水玻璃自硬砂工艺在这方面具有很大的优势，是符合可持续发展模式的绿色环保型造型制芯工艺。

2 目前国内铸钢件生产用造型制芯工艺现状

目前，国内铸钢件用造型制芯工艺主要有两大类，无机类粘结剂系统以水玻璃砂工艺，有机类粘结剂系统以呋喃树脂砂工艺为主，两种工艺上前的使用现状主发展前景如下。

CO2水玻璃砂工艺

水玻璃砂工艺具有设备简单，操作方便、无毒味、成本低廉等特点，从50年代开始广泛地用于国内铸钢件的生产，尤其是CO2水玻璃砂工艺。

CO2水玻璃砂工艺使用过程长期存在的主要问题：型砂强度低，冬季硬透性差，型（芯）溃散性差，铸件清理困难，旧砂废弃造成生态环境污染大等，这些问题严重制约了水玻璃砂工艺的应用及发展，为了最大限度地改善水玻璃砂工艺存在的问题，国内外铸造工作者付出了艰辛的努力，经过了几十年的开发研究，先后开发出许多新的材料和工艺，如水玻璃的物化改性或特殊添加材料制成的改性水玻璃或溃散剂，清理采用水爆（浴）清砂，七零砂（石灰石砂），这些方法在一定程度上满足了当时的生产急需，并且许多工艺沿用至今，但是未能在根本上解决问题，水玻璃加入量居高不下，溃散性的解决受到限制，旧砂再生还未解决，铸件质量较差。

呋喃树脂砂工艺

八十年代后期，随着对铸件质量要求的提高，树脂砂工艺在国内外得到了大面积推广及应用，尤其是呋喃树脂砂工艺，呋喃树工艺具有铸件质量好，尺寸精度高，型芯溃散好，旧砂回用方便，回用率高等特点，这些优点备受铸造工作者的青睐，但是，该工艺在使用过程中出现了许多新问题，铸件表面渗硫和型（芯）高温退让性差引起铸件出现裂纹，尤其是薄壁类铸钢件，加上生产成本高，环境污染严重，虽经广泛地开发研究，但是至今未能彻底解决这些问题，使得该工艺在铸钢件及球铁件的应用受到限制。

近几年，树脂工艺在铸造上生产过程中出现的铸年质量问题，加上生产成本、环境保护等方面的压力，使无机类的水玻璃砂系统再度成为人们关注的热点，水玻璃砂工艺只有解决了多年存在的老大难问题，解决了水玻璃加入量的问题，粘结强度的问题，型砂综合性能的问题旧砂回用的问题，才能更好地在铸件生产中推广应用。

因此，只要开发一种新的工艺，兼顾树脂砂和水玻璃砂的优势，才能适应目前高质量，低成本铸钢件生产的需求，尤其是市场经济条件下，企业追求效益、成本、质量、环保的今天。

酯硬化水玻璃自硬砂新工艺

新型酯硬化水玻璃自硬砂工艺是在原水玻璃砂工艺的基础上开发研制出的新一代自硬砂工艺，它采用高强度、低粘度的新型水玻璃和专用酯类固化剂，通过对水玻璃粘结体系进行离子活化处理，使水玻璃砂树脂化，提高了型砂的工艺性能，改善了型（芯）砂的溃散性，实现了旧砂的干法再生回用，改善回用砂的工艺性能，旧砂回用率接近树脂砂的水平。

新工艺的工艺特点：粘结剂加入量低（≤4%），型砂工艺性能良好，冬季硬透性好，硬化速度通过粘结剂和固化剂种类依生产及环境条件可调（5-80分钟），型芯砂溃散性好，铸件出砂清理容易，旧砂易干法再生回用，回用率≥80%，铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美，型砂热塑性好，发气量低，可防止铸件产生裂纹及气孔缺陷，在所有自硬砂工艺中生产成本最低，环境污染少。

新工艺的主要原材料和型砂配制方法

新工艺用原砂

新工艺对原砂的要求与树脂砂类似，但比树脂对原砂的敏感性小，并且原砂适用范围广，可以用硅砂，铬铁矿砂，镁橄榄石砂等多种砂，其指标要求如下：

粒度 40--140

角形系数 <

含水量 <%

化学成分依铸件材质砂种而定。

新工艺的型砂配制

型（芯）砂的配比，见表1。

表1 推荐配比

原砂新型水玻璃有机酯原砂要求

100% （占水玻璃）含泥≤，含水≤％，角形系数≤

（注：也可在普通水玻璃中加入10-20%的改性剂，以代替新型水玻璃。）

以上为新砂对型（芯）砂的配比。若批量生产采用旧砂回用时，可适当降低粘结剂及酯化剂的加入量。

混砂设备和工艺

推荐采用高效快速混砂机。

?用量较小时，宜采用间隙式碗形树脂砂混砂机或双搅拌混砂机；用量较大时，宜采用叶片式连续混砂机。

?混砂工艺

?原砂＋酯固化剂――混砂――＋粘结剂――混砂――出砂

型（芯）砂可以采用双砂制，即面背砂，也可以采用单一砂制。

3 新工艺砂硬化性能的调整

型砂的硬化性能受原砂质量，粘结剂和固化剂的种类及加入量、外界环境条件、混砂工艺设备等因素影响，使用厂可根据现场原砂的种类、状态，型（芯）砂的生产工艺要求，外界条

件（温度、湿度）选择相应的粘结剂、固化剂的种类及加入量来调整型砂的硬化性能，满足铸件生产的要求。

4 型砂的溃散性

新型水玻璃粘结剂自硬砂的残留强度在温度≥400℃以上时≤，均比CO2水玻璃砂低，尤其是温度≥800℃以上，残留强度约为CO2水玻璃砂的1/10，其主要原因为对粘结剂体系进行复合有机改性，400℃以上时，有机物分解，破坏了粘结膜的连续性，降低了为粘结剂的残留强度，改善了型砂的溃散性。

5 新工艺的旧砂及再生回用

新工艺的粘结剂加入量少（≤4%），型砂浇注受热后溃散性显著改善，介于水玻璃砂和树脂砂之间，接近树脂砂，旧砂易破碎成单个砂粒，这为旧砂再生创造了条件。型（芯）砂浇注受热后，旧砂表面的残留膜脆性较大，并且成不连续状态，易于通过机械再生除去，同时通过工艺材料配套机械再生处理保证回用砂的综合性能,克服和减轻旧砂残留粘结剂膜对回用砂性能（可使用时间、工艺强度等）的影响。

旧砂再生回用的工艺方法

新工艺的旧砂回用可以采取两种再生方法，即干法再生回用和干热联合再生回用，两种工艺再生回用率为75-90%，其工艺流程为：

◆ 干法再生回用

旧砂--砂块破碎--机械干法再生（2-3 级）--风选--砂温调节

◆ 干热联合再生回用

旧砂--砂块破碎--低温加热（150--250℃--机械干法再生(1-2级)--风选--砂温调节再生砂质量控制指标

残留Na2O≤%,微粉含量（150目以下）≤1%；砂温≤35℃。

6 新工艺及材料的生产用设备情况

八十年代以来，呋喃树脂自硬砂工艺已在国内大面积推广应用，为满足国内树脂工艺应用和发展的需要，国家部委，研究所和有关铸机厂，通过技贸结合等方式，在消化、测绘引进设备的基础上，吸收国外树脂砂设备的先进技术，开发研制出符合国内需要的树脂砂专用设备，经过近几年的发展，树脂砂设备的整体水平、设备的元器件、备件的配套性得到大幅度提高，产品水平已达到了国外同类产品水平，新工艺用生产设备与树脂砂工艺的设备基本类似。

混砂设备

◆ 混砂量较小时推荐采用间隙式碗形混砂机或双搅拌混砂机。

◆ 混砂量较大时推荐采用连续式混砂机(与呋喃树脂工艺的主要差别是：粘结剂粘度较大，定量泵可选择齿轮泵、螺杆泵、双隔膜泵)。

造型制芯设备

与树脂砂工艺相同。

旧砂再生设备

近几年，国内外在水玻璃砂旧砂再生回用方面从再生机理、再生工艺及再生设备等进行了系统的开发研究，相继开发出一系列水玻璃砂旧砂再生工艺及设备,并已有部分投入生产应用。这些设备为水玻璃砂工艺尤其是新型水玻璃自硬砂工艺的推广应用创造了条件。

7 新工艺的技术经济分析

几种型砂工艺的技术经济比较，见表2.

综合社会效益

采用新型水玻璃自硬砂工艺及材料，可以降低CO2水玻璃砂工艺和呋喃树脂砂工艺造成的废品，提高铸件的质量，减少水玻璃碱性废弃砂对生态环境的污染，节约废弃砂的运输、占地等费用，节约优质硅砂资源，具有深远的社会经济效益。

8 结论

新型水玻璃自硬型砂工艺性能、铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美，生产成本低，比树脂自硬砂每吨型砂降低成本30%以上，对环境无污染，劳动条件好，型（芯）砂溃散性良好，铸件出砂容易，可以克服呋喃树脂砂生产铸钢件（阀门、泵类薄壁件）时易出现的裂纹、气孔等缺陷,克服CO2水玻璃砂存在的工艺问题和铸件质量缺陷。因此，新型水玻璃冷硬砂工艺无论型砂工艺性能、铸件质量,还是生产成本、环保等方面比其它三种工艺更具竞争力，是目前铸钢件生产最佳的造型制芯工艺。

表2 几种自硬砂工艺的技术经济对比

水玻璃砂

呋喃树脂

自硬砂碱性树脂自硬砂

自硬CO2硬化

硬化方式自硬气硬自硬自硬

硬化时间5-150min 数十S 5-80min 5-80min

硬化性能冬季硬透性好冬季硬透性差

易过吹

冬季硬透性好

硬化时间可调

冬季硬透性最

好，硬化速度

可调

24h抗拉强度

高温热塑性大大小中发气量小较大大中

型砂落砂及再生回用性溃散性较好，较

难清理，可干法

回用，回用性较

好，回用率

40-60%

溃散性差，难清

理，不能干法

回用

溃散性佳，极易清

理，干法回用性最

好，回用率≥90%

溃散性佳，极易

清理，干法回用

性好，回用率

≥80%

环保及劳动条

件

污染较小

劳动条件较好

污染大，

劳动条件差

污染较大，

劳动条件较好

污染较小

铸件质量尺寸

精度

较好差好好

铸造缺陷基本无缺陷表面质量差，气

孔

裂纹、气孔等无缺陷

工艺配比粘结剂4% 7-8% 固化剂适量CO2

材料成本

(元/吨型砂)

293 268 320 370

碱酚醛树脂自硬砂

碱性酚醛树脂自硬砂的一些特性英国Borden公司首先开发了有机酯硬化的碱性酚醛树脂自硬砂工艺，并于1981年获得专利，简称a--Set工艺。其主要特点是混砂、造型、浇注时散发的烟气少，有利于改善环境。所用的树脂是甲阶酚醛树脂的一种，但含有KOH、NaOH等碱性材料，故通常称之为碱性酚醛树脂。树脂中的游离的K 、Na。。离子，对于树脂与有机酯发生作用、树脂的交联反应都至关重要。多种低级酯都可作为硬化剂，应用较广的是碳酸丙烯酯，这也是作用较强的硬化剂。还可用几种有机酯混合配成作用强弱不同的牌号，以适用于不同的生产条件。一．树脂的硬化机制在树脂的硬化反应中，首先是树脂中的碱与酯反应，形成碱金属的碳酸盐，释放醇。树脂中的碱形成碳酸盐后，即处于反应状态，可在常温下发生交联反应，将砂粒粘结，使型砂具有必要的强度。由于作为硬化剂有机酯是参与树脂硬化反应的组分，不同于硬化剂只起催化作用、不参与反应的其他树脂自硬砂，不能通过改变硬化剂的加入量来调整自硬砂的硬化速率和起模时间。有机酯的加入量一般为树脂的20~25 ，因树脂和硬化剂的品种而略不同。树脂加入量不足，则铸型难以硬化；树脂加入量太高，则会感到混成砂和砂型腻滑，而且可能导致铸型一金属界面处发生反应，影响铸件表面质量。自硬砂的硬化速率和起模时间，应由改变硬化剂的牌号予以调整。有机酯硬化的酚醛树脂砂，在有机酯的作用下，树脂在常温下只发生部分交联反应，起模时型砂仍然保持一定的塑性，浇注初期还有一短暂的、因受热而再次发生交联反应的过程，也就是通常所说的二次硬化。二．碱性酚醛树脂自硬砂工艺的优点碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。

自硬砂造型工艺研究.

自硬砂造型工艺研究随着机械行业的发展，对外经济贸易的扩大，以及环境污染、能源紧张、材料涨价等问题的日益严重，对铸造生产和铸件质量提出了更高的要求，要能满足这些要求，特别是造型制芯工艺的选择上更应满足这些要求，先进造型制芯工艺应具备以下基本条件： ①生产的铸件质量好、尺寸精度高、铸造缺陷少； ②劳动条件好、环境污染少； ③生产成本低、生产效率高； ④最大限度地利用自然资源、节省能源。传统的型砂工艺已经不能满足以上的条件，这就要求选用适合自己的先进型砂工艺。近几年来，主要使用的先进型砂工艺有：新型水玻璃自硬砂工艺、碱性酚醛树脂自硬砂工艺和呋喃树脂自硬砂工艺等自硬砂型砂工艺。下面以我们公司为例对型砂工艺进行简单阐述：一．型砂工艺的选用 1．现用型砂工艺性能分析 1.1现用造型材料及造型方式（1）面砂、芯砂——CO 硬化水玻璃砂、“70”砂、铬铁矿砂 2 （2）背砂——粘土砂（3）手工造型（4）烘干窑烘干小型砂型及坭芯，移动烘干大型砂型（5）表面刷醇基涂料 1.2现造型材料的生产特点（1）人工加砂，劳动强度大，生产效率低，砂型、坭芯的紧实度主要靠人工打风锤，硬化主；要吹CO 2 （2）水玻璃加入量高（≥9%），造成成本高，型（芯）砂溃散性差，铸件清理难度大，效率低；（3）旧砂直接破碎再生，再生后只能作背砂，不能作面砂，回用率低，新砂耗量高，型砂成本高，废砂大量排放，严重污染环境；（4）铸件尺寸精度低，表面粗糙度差，铸件综合质量不高，后道工序工作量增大，工作效率就低；（5）型（芯）砂冬季硬透性差，CO 耗量大。 2 1.3铸件质量情况铸件尺寸精度低，表面粗糙，多气孔、砂眼，产生裂纹多，导致后道工序修理大，成本高，效率低。 2、新型水玻璃自硬砂工艺性能分析 2.1原辅材料（1）原砂：新工艺对原砂要求较高，尽可能选取泥份、微粉含量少，颗粒形貌好的原砂（2）改性水玻璃（3）有机酯固化剂 2.2工艺优势及特点：（1）水玻璃加入量大大降低（2.5--3.5％）；（2）型砂溃散性大大改善，铸件清砂容易；（3）旧砂可干法再生回用，回用率≥80％；（4）系列化水玻璃与固化剂配套使用，型砂综合工艺性能优良，冬季硬透性好，硬化速度可调（10-90 min），可实现大批量机械化生产；

覆膜砂铸造材料工艺

覆膜砂铸造材料﹠工艺皆见来龙去脉我国于20世纪50年代开始研究应用覆膜砂及壳（芯）工艺，直至80年代中期以前只有少数几家工厂采用自制的覆膜砂用于壳芯生产。自此以后，覆膜砂开始作为商品推向市场。随着原材料、制造设备和制造工艺的不断改进，覆膜砂品质不断得到提高，生产成本下降，90年代以来，覆膜砂的应用得到了更迅速的发展，产品种类不断增多，并已形成系列化。目前，我国铸造用覆膜砂年产量已达50万吨以上，共有专业生产厂家近百家。随着我国汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要，以及铸件国际市场的开发，对铸件品质的要求越来越高，覆膜砂的应用将会在短期内得到迅速增长。一、覆膜砂原材料的选用覆膜砂一般由骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂和特殊添加剂组成。 1.骨料骨料是构成覆膜砂的主体。对骨料的要求是：耐火度高、挥发物少、颗粒较圆整并自身强度高等。一般选用天然擦洗硅砂，这主要是由于其储量丰富，价格便宜，能满足铸造要求。只有特殊要求的铸钢件或铸铁件才采用锆砂或铬铁矿砂。对硅砂的一般要求是：（1）SO2含量高。铸铁及有色铸造用砂要求SO2>90%，铸钢件要求>97%；（2）含泥量≤0.2%；（3）粒度分布宜采用3～5筛分散度；（4）AFS细度：应根据铸件表面粗糙度要求来选定不同的细度，一般为AFS50～65；（5）粒形：尽可能选用圆整性好的硅砂，角形因素应<1.3；（6）pH值<7;

（7）硅砂需用水擦洗过，如有特殊要求，可将硅砂酸洗或进行高温活性处理（900℃焙烧） 2 . 粘结剂目前普遍采用酚醛类树脂作为粘结剂。酚醛类树脂有固体和液体、热固性和热塑性之分。目前制作覆膜砂通常采用热塑性固态酚醛树脂。对其性能要求是：（1）聚合速度（热板法）：25～27s ；（2）软化点（环球法）：90～105℃；（3）流动性（斜板法）：60～110mm ；（4）游离酚含量（溴化法）：≤4%。粘结剂的性能对覆膜砂的品质有很大的影响，人们一直在致力于研究如何提高酚醛树脂的性能，以及寻找酚醛树脂的替代品。国外已开发出不同性能的专用树脂，如高强度低发气树脂、易溃散树脂，也有采用改性聚酯树脂的报道，但未得到全面推广，至今普遍采用的仍是改性酚醛树脂。国内近年来在覆膜砂专用酚醛树脂的研究开发方面发展较快，已开发出不同的改性酚醛树脂供生产使用。 3. 固化剂、润滑剂、添加剂固化剂通常采用乌洛托品即六亚甲基四胺，分子式为（CH2）6N4，要求为工业一级品。润滑剂一般采用硬脂酸钙。其作用是防止覆膜砂结块，增加流动性，使型、芯表面致密及改善砂型（芯）的脱模性。添加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能。目前采用的添加剂主要有：耐高温添加剂（如含碳材料或其他惰性材料）、易贵散添加剂（如二氧化锰、重铬酸钾、高锰酸钾、已内酰胺等）、增强增韧添加剂（如超短玻璃纤维材料、有机硅烷KH-550等）以及防粘砂添加剂和抗老化添加剂等等。二、覆膜砂的分类

呋喃树脂自硬砂控制技术

呋喃树脂自硬砂控制技术摘要：本文主要从硅砂的性能要求、造型过程的控制和再生砂的回用等对呋喃树脂自硬砂技术进行了探讨，供广大铸造同行参考。关键词：呋喃树脂自硬砂硅砂造型再生砂在线检测随着中国制造业近几年的长足发展，中国的铸造业也迎来了历史上最好的发展机遇。目前，我国铸件的产量已连续多年位居世界之首。呋喃树脂自硬砂工艺由于其生产周期短、铸件表面精度高、铸件质量容易控制、柔性化制造能力高等特点，已经被广泛的应用到机床铸件、耐磨铸件、工程机械铸件等产品中。而铸造企业能否发挥呋喃树脂自硬砂的特点，有效的提高铸件的质量，这与型砂的控制技术有着密切的关系。砂型铸造行业公认型砂控制技术、熔炼控制技术和管理水平三者决定了一个铸造厂在市场上的竞争能力，由此可见型砂的控制技术在铸造业中的重要性。本文就呋喃树脂砂的一些控制技术提出一些个人的观点，希望同行提出批评指正。 1 硅砂的技术要求 1.1 硅砂的粒度组成硅砂的粒度反映了硅砂的颗粒大小和分布状态。由于自硬砂强度的获得是依靠呋喃树脂“包覆”硅砂表面形成的高分子链，所以硅砂的粒度越细，从理论上说获得同样强度的树脂消耗量就越大，型砂的成本也就越高，所以在保证铸件不发生粘砂缺陷的前提下，尽可能提高硅砂的粒度。图1为自硬砂八字试样测得的抗拉强度（MPa）和砂型粒度组成的关系曲线： 1.2 硅砂的角形系数硅砂的角形系数S=Sw/St Sw---硅砂的实际比表面积（cm2/g） St----硅砂的理论比表面积（cm2/g）硅砂的角形系数越小，表面就越园整，同样体积的硅砂表面积越小，硅砂和呋喃树脂的物理和化学结合力就越强，获得同样的抗拉强度需要的树脂消耗量就越低。作为自硬砂用的硅砂角性系数要求≤1.30，《1.5 1.3 硅砂的加工处理由于天然硅砂有大量直径小于0.02的泥分和一些污染物和一些有碱性的物资，泥分的存在极大的降低了硅砂的粒度组成，提高了树脂的消耗量，同时有碱性的物资在树脂砂硬化过程中消耗了大量的催化剂——对甲苯磺酸等物资，造成砂型硬化很慢甚至不硬化，所以硅砂必须经过擦洗和粒度分选处理。在处理过程中，必须注意对擦洗用水的管理。一些硅砂供应商擦洗用水控制不严，导致含泥量超标或碱度过大，导致擦洗砂质量较差。好的擦洗砂泥分的质

标准溶液的配制

标准溶液的配制盐酸标准溶液的配制和标定：使用市售盐酸（密度为1.19g/ml，约含37%HCL）配制盐酸标准溶液，选用优基纯盐酸先以水配制成HCL（1+1），再以水稀释成所需浓度。例如配制c（HCL）=0.10mol/L溶液，则需要吸取18mlHCL（1+1）溶液于100ml 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。这样配制的标准溶液必须进行标定。标定HCL溶液最常用的是无水碳酸钠和硼酸两种方法。 (1.）无水碳酸钠法标定。选用碳酸钠作基准物质，其优点是容易制得纯品，价格低廉，缺点是摩尔质量较小，易吸水。以甲基橙、甲基红或甲基橙——靛蓝二磺酸钠作指示剂，用HCL溶液滴定Na2CO3溶液，其化学反应式为： Na2CO3 +2HCL = 2NCL + H2O + CO2↑ 用此进行标定时应当注意： 1.）Na2CO3有强烈的吸水性，使用前必须在高温炉２７０——３０００Ｃ加热约１ｈ，然后置于干燥器中冷却备用。２.）计量点时PH值为3.9突跃范围PH值为5.0——5.3，可选用甲基橙作指示剂，选用甲基橙-靛蓝二磺酸钠作指示剂其变色点接近于计量点，终点更敏锐。 3.）选用甲基红作指示剂，滴定至终点时，应煮沸溶液2-3min，以消除CO2的影响。（2）硼砂法标定。硼砂吸水性小，易制得纯品，摩尔质量大，是标定酸溶液较好的基准物质。硼砂在水中重结晶两次（结晶析出的温度在500C以下）可得到合乎要求的硼砂。由于硼砂含有结晶水。当空气中相对湿度小于39%时会明显风化形成水合物。所以，用作标定的硼砂应保存在相对湿度为60%左右的恒温中。用HCL滴定硼砂的计量点的产物为很弱的硼砂K a=5.7ⅹ10-10，PH=5.1.因此甲基红是适宜的指示剂，其滴定反应式为： B4O72-+2H++5H2O =4H3BO3 氢氧化钠标准溶液的配制与标定氢氧化钠标准溶液的配制方法根据不同的要求有不同的方法，因氢氧化钠具有强烈的吸水性，且易吸收空气中的CO2.生成NaCO3，NaOH中常含有少量硫酸盐、氯化物和硅酸盐等，因此配制NaOH标准溶液只能用标定法。不含CO32-的碱标准溶液通常有两种方法配制。一是称取一份NaOH置于带橡皮塞的试剂瓶中，加入一份H2O，搅拌溶解，配制NaOH（1+1）溶液，在这种浓碱溶液中，Na2CO3的溶解都很小，待Na2CO3沉淀完全，吸取上层澄清溶液，稀释成所需浓度的溶液。二是利用Ca(OH)2或BaCL2来沉淀溶液中的CO32-使之转化为Ca2CO3或BaCO3，由于Ca(OH)2在水溶液中溶解度相当的小。因此过量的Ca(OH)2将和Ca2CO3一起沉淀下来。若用BaCL2，则过量的BaCL2可加入少许Na2SO4使之与BaCO3一起沉淀，这样待完全沉淀后吸取上清液，稀释成所需浓度的溶液。如果碱标准溶液中含有少许碳酸盐并无妨碍时，则可用简易的方法配制。称取较多的国体氢氧化钠，例如配制1L0.1mol/LNaOH溶液，可称取5——6g固体NaOH置于烧杯中，以水迅速洗涤2——3次，每次用少量水，倾去洗涤液，留下固体NaOH，再用水溶解，稀至1L用这种方法可以洗涤在固体NaOH表面上的大部分碳酸盐。配制不含CO32-的碱标准溶液的用水均应预先除去其中的CO2，一般将水煮沸数分

铸钢件生产时采用的几种自硬砂的

铸钢件生产时采用的几种自硬砂的工艺性能的对比分析一.前言 50多年来造型、制芯材料和工艺，在国内外有了长足的发展，特别是在生产铸铁件时，采用呋喃树脂砂取代粘土砂方面，显示了许多优越性，它已成为铸铁厂家进行技术改造的首选方案。在铸钢件生产中，从20世纪50年代开始采用水玻璃砂，到20世纪70年代，由于采用水玻璃砂生产的铸钢件的尺寸精度和表面质量都差，尤其是型、芯砂的溃散性不好，清砂十分困难，旧砂不能再生回用等问题，没有得到较好的解决，于是，在某些重机厂、水泵厂和机车厂等的一些铸钢件改用了呋喃树脂砂。到20世纪90年代末，又由于呋喃树脂砂生产的铸钢件易产生热裂等缺陷，以及磺酸固化剂热分解时产生的气体，导致铸钢件表面渗碳、渗硫，以及呋喃树脂砂环境污染等问题，使一些铸钢厂又开始采用酯硬化碱性酚醛树脂砂。不过，直到今天，水玻璃砂造型、制芯工艺，还是铸钢件生产中最基本、用量最多的一种造型、制芯方法。由于这三种自硬砂各有其优缺点，目前在我国这三种工艺并存，各厂都是根据本厂铸钢件生产的特点和批量，生产的现状和未来的要求等多方面进行综合考虑，而确定本厂的造型、制芯工艺。例如，二重厂、广重厂等生产中使用了酯硬化碱性酚醛树脂砂，大重厂、沈重厂和一重厂等采用无氮呋喃树脂砂，其余的，包括铁道部下属的20多个机车车辆厂，还是采用水玻璃砂。总之，人们总是希望能以较高的生产效率、较低的制造成本、较好

的作业环境，生产出优质的铸钢件来，可是，到目前国内外还没有一种造型、制芯工艺能同时满足上述的全部要求，为此，下面将从生产效率、铸件质量、环境污染和制造成本等四个方面，对水玻璃砂、呋喃树脂砂和碱性酚醛树脂砂等三种自硬砂的工艺性能进行对比分析，以供参考。二.生产效率目前在铸造生产中得到广泛应用的造型、制芯工艺有三大类：热硬砂（如热芯盒、覆膜砂等）、气硬冷芯盒砂（如三乙胺聚脲烷、CO2水玻璃砂、SO2呋喃树脂砂等）和自硬砂（如酯硬化碱性酚醛树脂砂、酸固化呋喃树脂砂、酯硬化水玻璃砂和胺固化聚脲烷砂等）。而对铸钢件生产来说，特别是生产中、大型铸钢件时，前两种工艺均不适用，目前主要是采用自硬砂为主。所谓自硬砂系指一种粘结剂，通过加入一种液体固化剂，使之在室温下在一定时间内，型、芯砂能在砂箱中，或芯盒内自行硬化成型的一种造型、制芯工艺。这种工艺最大的特点是，生产效率低，所以，自硬砂的造型、制芯效率就成为衡量该自硬砂工艺性能的重要指标。作为衡量自硬砂生产效率大小的量度，一般采用型、芯砂的可使用时间与其起模时间的比值来表示，即其比值的大小表示在型、芯起模时间一定时，型、芯砂可使用时间的长短的一个标志，一般取值范围在0～1之间，接近1的高比值的自硬砂，表示它具有较高的造型、制芯的生产效率，从而，模具、工装的周转率也可加快，表1列出四种自硬砂的比值。从表中的比值对比可知，酯硬化碱性酚醛树脂砂排在第二位，表示它的硬化速度较快，生产效率较高。酸硬化呋喃树脂砂排在第三，而酯

新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用

新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用一．前言目前国内外冷凝自硬砂工艺主要分为二大类：无机类粘结剂以水玻璃砂工艺为主，有机类粘结剂以呋喃和碱性酚醛树脂砂工艺为主。以上二大类自硬砂工艺在二十世纪下半期至今在全世界铸造业应用并不断成熟完善。但此二种工艺在性能上各有特点，也存在问题。特别在铸钢、合金钢件的铸造时有明显工艺上的不足。CO2硬化水玻璃加入量高（一般为7%~8％），砂的残留强度高，溃散性差，旧砂再生回用困难。有机粘结剂树脂砂工艺的出现，在一定程度上解决了CO2水玻璃砂的固有缺陷，但碱性酚醛树脂成本高，呋喃树脂砂易出现铸件裂纹、气孔等缺陷。水玻璃“新三法”（VRH、微波烘硬、有机脂）的问世，使水玻璃的加入量降低了一半，溃散性大有改善，但新“三法”在工艺上存在着一定的缺陷，VRH 法因设备投资大及铸件尺寸受真空室限制；微波烘硬法因铸型吸湿性强及电微波转化率低；回用砂率综合性能差等缺点，严重制约了水玻璃砂的发展。随着水玻璃基础理论研究的不断进展，水玻璃砂溃散性差和旧砂再生困难等缺点并非水玻璃的固有特性。它来源于对水玻璃化学和胶体化学认识不足和使用不当（1）。目前国内以沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司等单位在这方面的研究取得了领先。他对普通水玻璃进行一系列化学和物理改性及电离子架接，研制开发了新型水玻璃和专用酯类固化剂自硬砂工艺，为水玻璃砂的第三次中兴产生了质的飞跃。二．新型水玻璃酯硬砂工艺的应用我公司年产阀门承压铸钢件2000余吨，产品以单价小批量为主，壳体主要壁厚10~60mm，且薄件居多。材质牌号有普通碳素钢，耐热耐高温铬钼钢、铬钼钡钢及各种耐酸不锈钢。其中有30％是电站阀门铸件，有20％左右是出口阀门配套铸件。因此，对造型工艺及材料要求相当苛刻。我们于2000年下半年开始对原粘土砂工艺进行技术改造，要求采用新工艺、新材料，以低成本高质量满足当前生产及市场竞争的需要，在选择工艺方案阶段，我们对普通水玻璃自硬砂，呋喃树脂自硬砂及新型水玻璃自硬砂三种砂型工艺，分别在不同材质、不同品种的阀门铸钢件上进行了工艺试验，试验用原砂为福建平潭优质擦洗硅砂，粒度为40／70目，SiO2含量≥96％，含泥量和含水量分别≤0.5％，角形系数≤1.25％，

树脂自硬砂工艺

树脂自硬砂工艺在中小型铸造车间的选择与应用机械工业部第九设计研究院

树脂自硬砂工艺在中小型铸造车间的应用机械工业部第九设计研究院吴殿杰摘要:树脂自硬砂工艺与普通潮模砂工艺相比,不论从环保角度,还是从经济效益,社会效益来看,都已显示出广阔的应用前景。随着人们对产品质量，资源利用和环净保护意识的增强，尤其针对我国目前上万家中小型铸造车间存在的严重能耗及铸件质量问题，更加迫切地要求我们在生产过程及其产品消耗的资源尽可能少，对环境的污染尽可能少。通过全国400多家树脂砂铸造车间经验证明，采用树脂自硬砂工艺对促进铸造产品上质量，上水平，上效益，加强环保及提高企业竞争能力具有独特的优越性和推广价值。主题词：树脂自硬砂环保效益 1.国树脂砂工艺应用概况 1.1国中小型铸造车间生产状况目前，我国铸造行业单件小批生产的中小型铸造车间占很大比重，约占厂点数的85%～90%，约占全国铸件年产量的50%左右。其中绝大部分仍采用较落后的生产工艺和方法，普遍存在着铸件质量差，能耗大，工人劳动强度大，经济效益差的局面。进些年来，许多铸造生产厂家为了适应市场经济的发展，尤其为适应引进产品制造技术的需要，相应地对现有铸造车间进行了技术改造。其中许多厂家采用了树脂自硬砂工艺。如柴油机厂，汽车发动机厂，天津燃机厂以及许多机床厂，阀门厂，水泵，兵器，船舶等行业都相继采用了树脂自硬砂生产工艺。据不完全统计，到目前为止，国大陆约有400余铸造厂家(点)采用树脂自硬砂工艺，其经济效益和社会效益非常显著。 1.2主要采用的树脂自硬砂工艺通常用于铸造生产的树脂自硬砂工艺有酸固化呋喃树脂自硬砂工艺和碱固化酚醛尿烷树脂自硬砂工艺(PEP SET工艺)。前者多用于机床，泵，阀体行业等中小批量铸件的生产，后者多用于汽车铸造行业等批量较大的铸件生产。 “自硬法”(NO BAKE),就是不需加热的工艺。目前用于铸造生产的树脂自硬砂工艺还有如下：酸固化酚醛树脂砂工艺(Phenolic/Acid) 酚醛-酯自硬砂工艺(Phenolic/Ester) 油尿烷工艺(Oil/Urethan) 水玻璃酯自硬工艺(Silicate/Ester) 磷酸氧化铝工艺(Alumina/Phosphate) 所有树脂自硬砂工艺所涉及到的都包括树脂组份,催化剂,添加剂以及温度,水份含量,原砂质量,混砂操作等。 1.2.1呋喃树脂自硬砂工艺这是国目前采用比较普遍且较为成熟的一种工艺，从树脂等原辅材料到造型，制芯，再生设备等，国都已形成一定的生产规模。呋喃树脂自硬砂工艺能使砂型(芯)达到高的尺寸精度及砂铁(及其它合金)临界面的稳定性，且脱模性好，又有高的抗拉强度和高温热强度，可用于脱箱造型，砂铁比可低于2:1。是许多机床，泵，阀门等铸造行业的主要选择工艺之一。呋喃树脂的加入量通常是0.9%～2.0%(对砂子),催(固)化剂的加入量通常是20%～60%(对树脂)。为了提高铸型的强度和耐湿性，往往还加些硅烷耦合剂。

标准溶液配制方法

中华人民共和国国家标准 UDC543.06:54—41 GB601—88 化学试剂滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备 Chemicalreagent Preparationsofstandardvolumetriesolutions 1主题内容与适用范围本标准规定了滴定分析（容量分析）用标准溶液的配制和标定方法。本标准适用于制备准确浓度之溶液，应用于滴定法测定化学试剂的主体含量及杂质含量，也可供其他的化学产品标准选用。 2引用标准 GB603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备 GB6682实验室用水规格 GB9725化学试剂电位滴定法通则 3一般规定 3.1本标准中所用的水，在没有注明其他要求时，应符合GB6682中三级水的标准。 3.2本标准中所用试剂的纯度应在分析纯以上。 3.3工作中所用的分析天平的砝码、滴定管、容量瓶及移液管均需定期校正。3.4本标准中标定时所用的基准试剂为容量分析工作基准试剂；制备标准溶液是所用的试剂为分析纯以上试剂。 3.5本标准中所制备的标准溶液的浓度均指20c时的浓度。在标定和使用时，如温度有差异，应只能附录A（补充件）补正。 3.6“标定”或“比较”标准溶液浓度时，平行试验不得少于8次，两人各作4 平行，每人4平行测定结果的极差与平均值之比不得大于0.1%。两人测定结果的差值与平均值之比不得大于0.1%，最终取两人测定结果的平均值。浓度值取四位有效数字。 3.7本标准中凡规定用“标定”和“比较”两种方法测定浓度时，不得略去其中的任何一种，且两种方法测得的浓度值之差值与平均值之比不得大于0.2%，最终以标定结果为准。 3.8制备的标准溶液与规定浓度之差不得超出规定浓度的+—5%。。 3.9配制浓度等于或低于0.02mol/L标准溶液时乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液除外，应于临用前将浓度高的标准溶液用煮沸并冷却的水稀释，必要时重新标定。 3.10碘量法反应时，溶液的温度不能过高，一般在15~20c之间进行滴定。 3.11滴定分析（容量分析）用标准溶液在常温（15~25）下，保存时间一般不得超过两个月。

覆膜砂模具设计工艺

覆膜砂模具设计工艺 0·工件首先选择设计叠箱浇铸。能设计成一模一壳的优先选择。 1、计算好砂、铁比。一般控制在1：1至1：1..2之间最为适宜。 2、单位体积内放多少千瓦加热管 3、单位面积单位深度放多少退料杆 4、外壳及与工件尺寸不相关面拔膜斜度放到8-15度 5、尽量在同一副模具上用相同直径的退料杆，这样加工退料杆孔时方便； 6、退料杆孔配合间隙单边0.15mm 7、退料杆退料板孔配合间隙单边0.25mm 8、退料板可以用单板把退料杆铆死在退料板上再进行铣削加工的方法来做。 9、射砂口做成椭圆孔，多孔射砂减少射盲区 10、砂壳分型面不能做成拔膜角度的一定要取中分型 10·平板大面积壳型外表面一定要设计加强肋板 11·大跨度长距离的也一定要设计加强肋板 12·孔的结合碰面深3mm以上，外轮廓与结合面要留有一定间隙 13·R角与R角（凸R与凹R）配合不要做成1：1，而要做成凹R小凸R大，就是R与R配合后在R角处要有间隙 14·根据铸造材料不同要放不同的收缩比[ ] 15·射砂口不要做成一个分岔结构，分岔结构容易粘砂，不易清理 16·设计射砂口时一定要模拟砂流过过程的路径，看一下是否有阻碍 17·做一种脱模剂专用喷枪 18·砂型有注砂不实不满现象有以下几种原因：一：射砂口太少二：射砂口截面积未按砂壳重量比例设计三：射砂口开设的位置不对四：排气不畅如果排气不畅，解决方法有以下几种 A 顶针孔与顶针配合间隙适当加大 B 把顶针圆柱面上磨出一个扁平面 C 在适当的部位加一个排气塞 19·顶针孔的配合间隙一定要确定下来，配合间隙：双面间隙0.3—0.35mm，而且后面还要针孔加粗，加粗部位间隙双面取0.5—0.6mm 20·多加顶针不但有利于退壳，而且也有利于排气 21·砂壳脱模是否顺利和模具的表面加工粗糙度有关，关键面或凹深壁面要抛光 22顶针孔背面倒角成锥孔，目的是如果退料板，顶针孔，顶针需要维修时可以整板拔出，整板装配 23·顶针长度的确定：顶针长度一定要做到该凹的凹，该平的平，该凸的凸，砂壳装配时相碰面上的顶针一定要高出模腔表面，这样打出来的砂壳碰面上顶针位置是凹进去的，装配时不会顶碰（一般要高出0.3—0.5mm）砂壳装配后的外表面模具型腔面上的顶针也要高出0.3—0.5mm，其他表面上的顶针与模型腔面一平 24·加热管要用比模具长20—25mm的长加热管可以用两端长出部分用顶丝固定或用卡子卡住。防止模具工作中由于振动加热管窜动。 25·壁薄的，截面积小的，厚度低于5mm，宽度低于12mm的截面积，这样的部分不容易

四种自硬砂地选择

四种自硬砂的选择随着我国机械工业产品质量的升级及出口铸件市场的不断扩大，在铸造车间技术改造中，有越来越多的企业首选自硬砂工艺替代原有粘土砂干型铸造工艺。在本企业技改中如何根据自身的产品特点选择合适的自硬砂工艺及相应设备是技改中普遍关心的核心问题。笔者结合近几年的实践就这一问题提出一点个人观点与同仁们共同探讨。 1．自硬砂工艺的选择自硬砂工艺是指在常温下，型砂能自行硬化并获得浇注要求强度的造型工艺的统称。近几年得以较快发展的自硬砂主要有：呋喃树脂自硬砂、碱酚醛脂硬化自硬砂、脲脘树脂自硬砂（Pep—set自硬砂）、脂硬化改性水玻璃自硬砂。这些自硬砂各有优缺点，应根据各企业不同的生产及产品特点择优选用。1．1呋喃树脂自硬砂：这是应用最多、最广、工艺最成熟的自硬砂，而且相对铸件成本较低、旧砂利用率高、旧砂再生简单，是技术改造的首选自硬砂工艺。呋喃树脂砂在灰铁、球铁、铸钢、有色等铸造中都得到极其广泛地应用。但是由于呋喃树脂砂高温退让性差，树脂中含有较高的N，固化剂中含有S，因此一些壁厚不匀的铸钢件容易造成热裂，厚大铸钢件易造成N气孔，一些高牌号球铁件易造成球化衰退，一些低碳铸钢件还易造成增碳，在选用工艺及选用树脂种类时应引起足够重视。这种工艺一般用于单件小批量生产性质的铸铁生产中。 1．2碱酚醛脂硬化树脂自硬砂：其是为克服呋喃树脂自硬砂的一些缺点发展起来的，国外称α—set 工艺。由于其完全不含N，固化剂不含S，用于铸钢、合金钢铸件不会产生N气孔、针孔缺陷。由于碱酚醛树脂砂常温下只有部分树脂发生交联反应，在浇注金属受热时还有一个再硬化的过程，因此这种树脂砂的高温尺寸稳定性好，铸件尺寸精度高，因此在铸钢特别是合金钢件、大型铸钢件的生产上应用愈来愈广。但碱酚醛树脂砂常温强度较低，树脂加入量较大，铸件成本较高。碱酚醛树脂砂的硬化剂是有机脂，调节硬化时间只能用脂的品种而不能用加入量调节。另外酚醛树脂粘度较大，可存放期短，使用中需要注意。 1．3酚脲烷树脂自硬砂（Pep—set工艺）：Pep—set工艺在近两年发展较快，其综合了呋喃树脂与碱酚醛树脂和特点，进一步提高了工艺适应性，其具有优越的硬化特性的同时也具有较好的高温退让性。硬化时间可以在~15分钟内调整，生产效率高，有利用造型线批量生产。通过三种粘结剂组元比例的调整，可以保证足够长的可使用时间，一旦开始固化又能迅速达到浇注强度，具有较好的浇注性能及工作时间/起模时间比特性。由于高温退让性好，可以生产薄壁复杂件而不必担心铸件裂纹，既适应铸件、铸钢，也广泛用于有色合金铸件的生产，克服了呋喃树脂砂的性能缺陷，工艺适应性较强。同时对涂料要求较低，一般铸铁件不刷涂料而通过一些添加剂也能生产出表面光洁的铸件。对再生设备的要求及回收率与前两种工艺基本相同，而混砂设备需要增加一套液料系统且流量控制要求精确度较高。 Pep—set工艺一般用于薄壁复杂铸件（铸铁、铸钢、铸铝）的生产，也适宜于自动化造型线作业。对多材质、小批量生产性质也有一定适应性。 1．4脂硬化改性水玻璃砂工艺：这是为克服CO2水玻璃砂的两大难题（溃散性差、旧砂再生难）而开发的新一代水玻璃自硬砂。其基本原理是通过加入一定量的改性剂以提高水玻璃的粘结强度、降低型砂中水玻璃加入量，采用这种工艺能使水玻璃加入量降低到~%，溃散性接近树脂砂。该自硬砂继承了CO2水玻璃砂高温退让性好的优点，而且环保效果较好，因而在铸钢生产上得到应用。铁路提速而取消水爆清砂后，在铁路系统广泛用于摇枕、侧架铸件（薄壁复杂件）的生产。该种工艺的粘结剂价格较之碱酚醛及Pep—set相对低一点，但一般机械再生的砂回收率只能达到80%左右，再生成本也相对较高，据一些用户反映其工艺稳定性相对差一点，可使用时间及强度随循环次数变化较大，再生砂做面砂使用时必须加入大量新砂。因此，该种工艺一般用于有特殊要求的铸钢件生产上，规模生产时应慎重选择。 2．关于自硬砂再生设备

铸造术语

铸造术语 Foundry terminology GB/T 5611-1998 1 范围本标准规定了铸造用材料、铸造合金、铸造工艺和铸造设备等方面的基本术语和定义。本标准适用于铸造标准制定、技术文件编制、教材和书刊编写以及文献翻译等。 2 基本术语 2.11铸造用材料foundry materials 用于铸造生产的原材料和工艺材料。 2.12铸造工艺材料consumable materials 在铸造生产的熔炼、浇注、造型材料制备、造型（芯）等过程中所用的消耗性材料。不包括可转化为铸件的金属材料。 2.19铸造三废foundry effluent 从铸造车间排出的废气、废水和废渣的总称。 3 铸造合金及熔炼、浇注 3.1.15合金遗传性alloy heredity 重熔后金属或合金仍保持重熔前的某些性质。 3.1.16铸态组织as-cast structure 合金在铸造后未经任何加工处理的原始宏观和微观组织。3.1.22附铸试块testlug 连在铸件上，切除以后不损坏铸件本体的试块。加工成试样后用于检验铸件的化学成分、金相组织、力学性能等。 3.1.23本体试样test specimen from casting itself 为检测铸件本体的成分、组织和性能，在铸件本体规定部位切取的试样。

3.3.8高韧性球墨铸铁high ductility nodular graphite iron 具有一定强度及较高伸长率（＞10%）和冲击韧度，基体为铁素体的球墨铸铁。分为铸态高韧性球墨铸铁和退火高韧性球墨铸铁。 3.3.18蠕墨铸铁［蠕铁，紧密石墨铸铁］vermicular graphite cast iron, compacted graphite cast iron 金相组织中石墨形态主要为蠕虫状的铸铁。 3.3.58硅碳比silicon-carbon ratio 铸铁中含硅量与含碳量之比。硅碳比对铸铁的凝固和相变特性、金相组织、力学性能和铸造性能都有显著影响。 3.3.73石墨化退火graphitizing annealing 使铸铁中渗碳体全部或部分转变为石墨的热处理工艺。分为低温和高温石墨化退火两类。低温石墨化退火用于降低铸铁硬度，使部分共析渗碳体分解，加热温度一般为720-750℃；高温石墨化退火温度一般为900-980℃，用于获得铁素体球墨铸铁或可锻铸铁第一阶段石墨化退火。 3.3.80球化率percent of spheroidization 在放大100倍的光学显微镜视场中球状石墨个数占石墨总个数的百分率。 3.3.81石墨球数［球墨数］number of nodular graphitesi 在放大100倍的光学显微镜视场中，球墨铸铁显微组织每平方厘米面积内球状石墨的个数。 3.3.86干扰元素interference element 球墨铸铁中干扰石墨球化，使石墨畸变的微量元素。分为三类：（1）消耗型（硫、氧、硒、碲等），与镁及稀土元素反应消耗球化元素；（2）晶界偏析型（锡、锑、砷、铝、硼、矾等），在奥氏体中溶解度很小，增加铁液中碳的活度，使碳在共晶转变后期结晶成畸形的枝晶石墨；（3）综合型（铅、铋等），兼有消耗球化元素和晶界偏析、促进石墨畸变的作用。 3.5.13中间合金［母合金］master alloy 为了便于把合金元素（尤其是易氧化和难熔元素）加入铸造合金而特殊制备的合金。它比直接加入某种元素更能准确地控制铸造合金的成分和简化操作过程。中间合金成分的选择，首先要考虑使合金处于脆性区，以便使用时易于敲碎；其次是使其熔点尽可能低，以简化铸造合金的熔炼操作。

呋喃树脂自硬砂控制技术

呋喃树脂自硬砂控制技术程利军零正技罗勇广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007) 摘要本文主要从硅砂的性能要求、造型过程的控制和再生砂的回用等对呋喃树脂自硬砂技术进行了探讨，供广大铸造同行参考。关键词呋喃树脂自硬砂硅砂造型再生砂在线检测随着中国制造业近几年的长足发展，中国的铸造业也迎来了历史上最好的发展机遇。目前，我国铸件的产量已连续多年位居世界之首。呋喃树脂自硬砂工艺由于其生产周期短、铸件表面精度高、铸件质量容易控制、柔性化制造能力高等特点，已经被广泛的应用到机床铸件、耐磨铸件、工程机械铸件等产品中。而铸造企业能否发挥呋喃树脂自硬砂的特点，有效的提高铸件的质量，这与型砂的控制技术有着密切的关系。砂型铸造行业公认型砂控制技术、熔炼控制技术和管理水平三者决定了一个铸造厂在市场上的竞争能力，由此可见型砂的控制技术在铸造业中的重要性。本文就呋喃树脂砂的一些控制技术提出一些个人的观点，希望同行提出批评指正。 1硅砂的技术要求 1.1 硅砂的粒度组成硅砂的粒度反映了硅砂的颗粒大小和分布状态。由于自硬砂强度的获得是依靠呋喃树脂“包覆”硅砂表面形成的高分子链，所以硅砂的粒度越细，从理论上说获得同样强度的树脂消耗量就越大，型砂的成本也就越高，所以在保证铸件不发生粘砂缺陷的前提下，尽可能提高硅砂的粒度。

1.2硅砂的角形系数硅砂的角形系数S=Sw／St 图l试样抗拉强度与型砂粒度关系注：实验型砂组成的余量为0.212目以下 Sw一硅砂的实际比表面积(cm2／g) St一硅砂的理论比表面积(cm2／g) 硅砂的角形系数越小，表面就越园整，同样体积的硅砂表面积越小，硅砂和呋喃树脂的物理和化学结合力就越强，获得同样的抗拉强度需要的树脂消耗量就越低。作为自硬砂用的硅砂角性系数要求≤1.30，最好≤1.15。 1.3硅砂的加工处理由于天然硅砂有大量直径小于0.02的泥分和一些污染物和一些有碱性的物资，泥分的存在极大的降低了硅砂的粒度组成，提高了树脂的消耗量，同时有碱性的物资在树脂砂硬化过程中消耗了大量的催化剂——对甲苯磺酸等物资，造成砂型硬化很慢甚至不硬化，所以硅砂必须经过擦洗和粒度分选处理。在处理过程中，必须注意对擦洗用水的管理。一些硅砂供应商擦洗用水控制不严，导致含泥量超

常用标准溶液配制方法

2一般规定本标准中所用的水，在没有注明其他要求时，应符合GB6682中三级水的标准。本标准中所用试剂的纯度应在分析纯以上。工作中所用的分析天平的砝码、滴定管、容量瓶及移液管均需定期校正。本标准中标定时所用的基准试剂为容量分析工作基准试剂；制备标准溶液是所用的试剂为分析纯以上试剂。本标准中所制备的标准溶液的浓度均指20c 时的浓度。在标定和使用时，如温度有差异，应只能附录A（补充件）补正。 “标定”或“比较”标准溶液浓度时，平行试验不得少于8次，两人各作4平行，每人4平行测定结果的极差与平均值之比不得大于0.1%。两人测定结果的差值与平均值之比不得大于0.1%，最终取两人测定结果的平均值。浓度值取四位有效数字。本标准中凡规定用“标定”和“比较”两种方法测定浓度时，不得略去其中的任何一种，且两种方法测得的浓度值之差值与平均值之比不得大于0.2%，最终以标定结果为准。

制备的标准溶液与规定浓度之差不得超出规定浓度的+—5%。。配制浓度等于或低于0.02mol/L 标准溶液时乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液除外，应于临用前将浓度高的标准溶液用煮沸并冷却的水稀释，必要时重新标定。碘量法反应时，溶液的温度不能过高，一般在15~20c之间进行滴定。滴定分析（容量分析）用标准溶液在常温（15~25）下，保存时间一般不得超过两个月。 3标准溶液的制备和标定 4.1 氢氧化钠标准溶液（使用期：2个月） c(NaOH) = 1 mol/L c(NaOH) =0.5 mol/L c(NaOH) =0.1 mol/L 4.1.1 配制称取110g氢氧化钠，溶于100ml无二氧化碳的水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。用塑料管吸下述规定体积的上层清夜，用无二氧化碳的水稀释至1000ml，摇匀。 c(NaOH) ，mol/L 氢氧化钠饱和溶

标准溶液的配制方法及基准物质

标准溶液的配制方法及基准物质标准溶液是指已知准确浓度的溶液，它是滴定分析中进行定量计算的依据之一。不论采用何种滴定方法，都离不开标准溶液。因此，正确地配制标准溶液，确定其准确浓度，妥善地贮存标准溶液，都关系到滴定分析结果的准确性。配制标准溶液的方法一般有以下两种：直接配制法用分析天平准确地称取一定量的物质，溶于适量水后定量转入容量瓶中，稀释至标线，定容并摇匀。根据溶质的质量和容量瓶的体积计算该溶液的准确浓度。能用于直接配制标准溶液的物质，称为基准物质或基准试剂，它也是用来确定某一溶液准确浓度的标准物质。作为基准物质必须符合下列要求：（1）试剂必须具有足够高的纯度，一般要求其纯度在%以上，所含的杂质应不影响滴定反应的准确度。（2）物质的实际组成与它的化学式完全相符，若含有结晶水（如硼砂Na 2B 4 O 7 ?10H2O），其结晶水的数目也应与化学式完全相符。（3）试剂应该稳定。例如，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不易被空气氧化，加热干燥时不易分解等。（4）试剂最好有较大的摩尔质量，这样可以减少称量误差。常用的基准物质有纯金属和某些纯化合物，如Cu, Zn, Al, Fe和K 2Cr 2 O 7 ，Na 2 CO 3 , MgO , K BrO 3 等，它们的含量一般在%以上，甚至可达% 。应注意，有些高纯试剂和光谱纯试剂虽然纯度很高，但只能说明其中杂质含量很低。由于可能含有组成不定的水分和气体杂质，使其组成与化学式不一定准确相符，致使主要成分的含量可能达不到%，这时就不能用作基准物质。一些常用的基准物质及其应用范围列于表中。

表常用基准物质的干燥条件和应用

覆膜砂模具设计工艺

覆膜砂模具设计工艺 0?工件首先选择设计叠箱浇铸。能设计成一模一壳的优先选择。 1、计算好砂、铁比。一般控制在1:1至1:1..2之间最为适宜。 2、单位体积内放多少千瓦加热管 3、单位面积单位深度放多少退料杆 4、外壳及与工件尺寸不相关面拔膜斜度放到8-15度 5、尽量在同一副模具上用相同直径的退料杆，这样加工退料杆孔时方便; 6、退料杆孔配合间隙单边0.15mm 7、退料杆退料板孔配合间隙单边0.25mm 8、退料板可以用单板把退料杆铆死在退料板上再进行铣削加工的方法来做。 9、射砂口做成椭圆孔，多孔射砂减少射盲区 10、砂壳分型面不能做成拔膜角度的一定要取中分型 10?平板大面积壳型外表面一定要设计加强肋板 11?大跨度长距离的也一定要设计加强肋板 12?孔的结合碰面深3mm以上，外轮廓与结合面要留有一定间隙 13?R角与R角(凸R与凹R)配合不要做成1:1，而要做成凹R小凸R大，就是R与R配合后在R角处要有间隙 14?根据铸造材料不同要放不同的收缩比[ ] 15?射砂口不要做成一个分岔结构，分岔结构容易粘砂，不易清理 16?设计射砂口时一定要模拟砂流过过程的路径，看一下是否有阻碍 17?做一种脱模剂专用喷枪 18?砂型有注砂不实不满现象有以下几种原因: 一:射砂口太少

二:射砂口截面积未按砂壳重量比例设计三:射砂口开设的位置不对四:排气不畅如果排气不畅，解决方法有以下几种 A 顶针孔与顶针配合间隙适当加大 B 把顶针圆柱面上磨出一个扁平面 C 在适当的部位加一个排气塞 19?顶针孔的配合间隙一定要确定下来，配合间隙:双面间隙0.3—0.35mm，而且后面还要针孔加粗，加粗部位间隙双面取0.5—0.6mm 20?多加顶针不但有利于退壳，而且也有利于排气 21?砂壳脱模是否顺利和模具的表面加工粗糙度有关，关键面或凹深壁面要抛光 22顶针孔背面倒角成锥孔，目的是如果退料板，顶针孔，顶针需要维修时可以整板拔出，整板装配 23?顶针长度的确定: 顶针长度一定要做到该凹的凹，该平的平，该凸的凸，砂壳装配时相碰面上的顶针一定要高出模腔表面，这样打出来的砂壳碰面上顶针位置是凹进去的，装配时不会顶碰(一般要高出0.3—0.5mm)砂壳装配后的外表面模具型腔面上的顶针也要高出0.3—0.5mm，其他表面上的顶针与模型腔面一平 24?加热管要用比模具长20—25mm的长加热管可以用两端长出部分用顶丝固定或用卡子卡住。防止模具工作中由于振动加热管窜动。 25?壁薄的，截面积小的，厚度低于5mm，宽度低于12mm的截面积，这样的部分不容易浇铸成形，设计时一定要小心～ 26?径小于10mm，长度长于10mm的圆柱芯，如果不是独立体，和其他大体积部位相连的芯脱模时容易断

酚醛尿烷树脂自硬砂配制及制做

酚醛尿烷树脂自硬砂配制及砂型制作工艺为获得表面面光洁，尺寸精确、形状完整、轮廓清晰的铝铸件，并达到劳动条件好，环境污染小，节约能源，提高市场竞争能力，故选用树脂砂工艺。 1. 本规定适用于本厂树脂自硬砂配制砂型制作。 2. 对原材料的要求： 2.1原砂性能，选用1SC-2SC 40/70－70/140－(0)的擦洗砂，要求含水分≤0.2%，含泥量≤0.5%，以减少树脂消耗，确保砂型的干强度。 2.2本公司铝合金铸造选用酚醛尿烷树脂作粘贴剂，主要由两部分组成，PEPSET、CPⅠ—5140、CPⅡ—5235=50/50,两者发生聚合反应使型砂硬化,具体特性见表：要求:树脂含水量＜5%,氧化铁含量2-3%(可防气孔)。 3. 混砂设备:JQ300型高效立式混砂搅拌机(简易型)0.3m/碾。 4. 砂型的配制: 4.1配比

4.1.1树脂如入比例: C P Ⅰ—5140 酚醛树脂 50% ————— = ————— = ———— CP Ⅱ—5235 异氰酸脂 50% 4.1.2加入量: 注: (1)重要部分的型砂取加入量的上限; (2)原砂含水分和含泥量低者取加入量的下限; (3)气温低于0℃时,可以加入占树脂总量0.19的催化剂CP —5300。 4.2拌砂工艺: 2~3分钟 1~1.5分钟原砂+CP Ⅰ— 5140 ———— +CP Ⅱ—5235 ———— 出砂混混注:必须以搅拌均匀为止,CP Ⅱ未加入者,可以适当停留或多拌2钟。 4.3发现两种组合搅拌不均匀而成团者,必须调匀才可使用。 4.4可使用时间与脱模时间(参考)：注: a 可使用时间:是指自型砂混和好后,可供制芯(型)开始到不能制出合格的砂芯(型)为止的时间; b 脱模时间:是指自硬砂树脂砂型混合后,可供制芯(型)开始,到可满意的将砂芯(型)从模具中拔出为止的时间间隔。