呋喃树脂自硬砂使用中常见问题的对策
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树脂自硬砂铸造工艺和其它工艺一样， 有其自 身的规律，如果在原材料选用、工艺设计、制型 （芯） 操作， 生产管理等方面控制不当， 将会出现一 系列铸造缺陷， 降低铸件质量。本文将对呋喃树脂 自硬砂使用过程中若干问题进行分析。
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树脂或固化剂加入量过多，树脂含氮量过高， 都要引起发气量增加， 因此， 要防止气孔产生应选 用低氮树脂， 尽量降低树脂和固化剂的加入量。
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防止固化太慢的措施 固化太慢， 冬季出现的较多， 或原砂含水量过
高， 或含泥量及微粉含量过高， 另外常出现在一些 刚开始采用树脂砂工艺的企业和产量较少的情况 下。防止固化太慢的主要措施有： （#） 提高砂温至#( ’以上。 （$ ）在冬季， 可适当提高车间内的环境温度， 每班开始时， 可对模具进行适当预热。 （%） 调整固化剂加入量， 在冬季可适当增加固 化剂用量并选用酸度较大的固化剂。 （) ）选用优质原砂， 建议采用擦洗砂， 指标应 达到 %*$ 规定的要求。
料质量不好或干燥不充分， 均使砂型（芯）中残留 水分过多， 发气量增大。
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改进铸造工艺设计， 合理设置砂型（芯）中 改进铸造工艺设计， 适当提高压头， 使砂芯排
的排气通道 气通畅； 砂型合理设置排气孔， 合型时应将砂芯出 气道与砂型气眼连通并引出， 防止出气道被砂堵塞 或浇注时铁液进入芯头出气道；控制浇注速度， 避 免浇注过慢， 使浇注系统金属液充满。
是加入量超过一定限度以后， 强度进一步提高不明 显。另外树脂砂的强度也不宜过高， 在满足工艺要 求的前提下， 应尽量降低。 树脂砂强度值的大小应视合金种类， 铸件大小 以及工艺条件不同而异。目前， 推荐树脂砂抗拉强
者比后者少加树脂 （质量分数） $*(+,*( 。无论使 度为 *0&+$0* 123，砂芯抗拉强度为 $0*+$0, 123 ， 用何种混砂机， 均应先加固化剂， 充分预混后， 再加 复杂砂芯为 $04+,0* 123 ，多数工厂树脂的加入量 入树脂混制。 （质量分数） 控制在 *0&(+$0,( ， 固化剂加入（质量 分数） 一般为树脂的.*(+!*( 。
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合理选用树脂与固化剂
树脂成分应根据铸件类别， 即合金种类， 铸件
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控制浇注温度 浇注温度不宜过高， 应根据铸件形状、 尺寸、 壁
大小， 壁的厚薄及复杂程度来选择， 固化剂种类应 结合铸件特点、 环境状况（主要是环境温度）与树 脂合理搭配。
厚、 重量等特点， 选择合适的浇注温度， 原则上， 在 不产生气孔和浇不足、 冷隔等缺陷的前提下， 尽量 降低浇注温度。
调整原砂粒度 适当调整原砂粒度， 在保证铸件表面质量的前 提下， 原砂适当粗些可提高砂型的透气性。
造 型 材 料 因有多种： （# ）模样或芯盒表面质量差； （$ ）脱模 剂使用不当； （%） 起模时间过早等。因此防止粘模 可采取的相应措施如下。 （# ） 提高模样及芯盒的表面质量。 （$） 根据环境温度的不同， 准确控制最佳脱模 时间， 合理选用脱模剂。
的颗粒部分， 即 *0$*4 55 筛以下的部分） ； 含泥量 （质量分数） 不超过*0,( ， 酸耗值不大于 ’ 56 7 ’* 水分不超过*0,(#$%； 原砂粒形用堆积密度测量， 树 8， 脂砂用的原砂， 其堆积密度应不小于$0’’ 8 ・ 95:.。 薄小件 粒度的选择是： 中大件采用!*+)* 目砂， 不刷涂料采用’*+$** 目砂， 也可采用非标)*+$** 目 砂， 铸钢件用砂应大 2;为)。 <=>,含量（质量分数）， 于/)( ， 铸铁件用砂大于/*(#$%。
的种类相匹配。如无机酸固化剂适用于高氮树脂， 有机酸固化剂适用于中、 低氮树脂。 经试验后确定， 还应根据季节、 产品类别的变化以 及质量要求的变化适时进行调整。
在选用树脂及固化剂时，可根据自己的条件， 却后再加热， 体积变化较小， 即经过相变后的磷片
.
降低粘结剂的消耗
呋喃树脂自硬砂中的粘结剂包括树脂和固化
%$%$%
选择合适的树脂种类， 适当减少树脂加入
收稿日期： #&&#(!&(!U 作者简介： 周文玉（!V*).U( ）， 女， 大学本科毕业， 教授， 现于郑州 轻工业学院机电系任教， 主要从事机械制造、 数控加工、 材料成 型技术等研究工作。
《现代铸铁》 !""#$#
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剂， 粘结剂加入量过高， 容易造成铸件缺陷增加， 质 量下降， 铸件成本升高。$//$年原机电部树脂砂技 术推广小组制定的订购技术指标中， 重要的一项指
标就是树脂加入量（质量分数）应控制在 $( 左右。 控制不当， 其性能不仅不能优于新砂， 甚至更差。 一 实际生产中由于多种因素的影响， 树脂加入量常常 般再生砂应达到： 微粉 （质量分数） 小于*0&( ， 灼烧 高于$(。 应深入分析影响粘结剂加入量的因素， 有 减量； 铸钢用砂不超过 （质量分数） 球铁用砂 ,0*(， 针对性地采取措施，以尽量降低粘结剂的加入量。 不超过.0*(#$%， 一般铸铁件不超过.0’( 。 生产中可采取的措施如下。 #$& 提高混砂质量
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文章编号%!&&’()’*+,#&&’-&’(&&+!(&*
造 型 材 料
呋喃树脂自硬砂使用中常见问题的对策
周文玉!， 郭振廷#
（ !. 郑州轻工业学院 机电系， 河南 郑州
*+&&&# ； #. 郑州大学
材料学院， 河南
郑州
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摘要： 介绍呋喃树脂自硬砂铸造常见缺陷 的 防 止 方 法 ， 树脂和固化剂的选择， 降低树脂和固化剂加入量的方法， 以及降低 砂 / 铁比的方法。 关键词： 呋喃树脂砂； 铸造缺陷； 砂 / 铁比 中图分类号： 01##!2.! 文献标识码： 3
’()*+,-.,/0)-,0 (1 2,3,-/4 ’(..(* 5-(64,.0 7* 89947:/+7(* (1 ;)-/* <,07* 2,41=2,++7*> 2/*? 4567 89:;(<=!， 176 4>9:(?@:;#
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降低和固化太慢， 砂型砂芯硬化不良导致生产效率 低以及砂型、 砂芯质量太差两种极端现象。
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防止固化太快的措施 固化太快一般多出现在夏季。 防止固化太快的
主要措施有： （# ） 控制砂温， 特别在夏季， 环境温度又高， 应 采取措施， 尽量使砂温降到%& ’以下。 降低固化剂的加入量， 或更换酸度较小的 （$） 固化剂。 （%） 严防靠增加固化剂的量来加快固化速度， 达到提高生产效率的错误做法。
导致铸件表面质量差， 甚至成废品。粘模产生的原
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《现代铸铁》 !""#$#
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适用于铸铁件； （!） 高氮树脂， 适用于有色铸 " 级： 件、 一般铸铁件 。
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造 型 材 料 到： 集中度大于 &’( ， 微粉含量（质量分数）不超过
*0’(（微粉含量指硅砂中粒度为 *0*)’ 55 至底盘
%$%
气孔的产生及防止措施 金属凝固过程中， 陷入金属液中的气泡在铸件
%$%$#
严格控制涂料的涂刷时间和烘干工艺 砂型、 砂芯硬化不良， 涂刷涂料或烘干不当， 涂
中形成孔洞， 称之为气孔。 通过观察孔洞的形状、 孔 壁特征、表面形貌及产生部位等特征可区别于缩 孔、 缩松、 砂眼、 渣孔等铸造缺陷。 防止气孔产生的主要措施如下。
%$!$%
合理选用原砂 选用多（四）筛砂的粒度级配， 使砂粒间隙减
少， 增大金属液的渗透阻力。
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合理选用涂料及涂刷工艺 涂料的作用是隔离铸型（芯）和金属液， 所以
涂料层要有一定的厚度和一定的渗入深度。 在受热 严重的部位， 可采用双层涂料。底层涂料主要保证 涂料有一定的渗透深度， 而表层涂料要保证一定的 厚度； 改善涂料配方， 提高涂料性能。 应根据合金类别、 铸件大小以及铸型工艺来选 择涂料。
按糠醇质量分，有：高糠醇树脂质量分数在 适用于球铁件、 铸钢件； 中糠醇树脂质量 &’( 以上， 适用于铸铁件； 低糠醇树脂质量分 分数 )*(+&’( ， 数 ’*(+)*(， 适用于有色铸件。
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固化剂 在选用时主要考虑： 总酸 度 小 于 ,*( ， 游离磺
酸量小于 !( ， 适 用 于 高 于 $* - 的 环 境 温 度 ； 总酸 度大于,*(， 游离磺酸量大于!(， 适用于低于 $* 的环境温度。
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含量
提高再生砂的质量， 降低其灼烧减量和微粉 若旧砂再生不良，使旧砂的灼烧减量失控， 微
! 树脂砂使用中 的 常 见 铸 造 缺 陷 及 防止措施
呋喃树脂自硬砂若使用不当，常出现气孔、 机 械粘砂、 粘模等铸造缺陷。
粉尘含量过高， 会造成型 （芯） 砂发气量增大， 透气 性降低， 出现这种现象时应适当加大新砂比例"#$， 同 时改进旧砂再生设备， 使再生砂达到要求指标。
#$#
多用再生砂 经过使用再生后的砂子与原砂相比， 具有以下
!$#
树脂与固化剂匹配 实际使用中还要注意树脂的种类要与固化剂
特点。 （$） 热稳定性好。原砂主要成分是 <=>,， 在 石英变为磷片石英， 体积发生膨胀， 冷 &)* - 左右， 石英体积稳定性好。 （,） 耗酸值低。再生砂耗酸值低于新砂， 一般 小于 . 56 7 ’* 8 ， 这主要是反复使用， 在混砂过程 中固化剂已中和了一部分碱性物质， 另一方面多次 反复擦搓， 去掉了原砂表面的碱性氧化物。 （. ） 再生砂粒形更趋合理。砂子反复擦搓， 尖 角变纯， 圆整度提高， 即粒形更好。 再生砂的质量控制得好， 性能优于原砂； 如果
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适当控制浇注温度 控制最佳的浇注温度范围，确保既不出气孔，
又不至于引起粘砂
%$!
机械粘砂的产生及防止措施 机械粘砂是金属液在压力作用下渗入铸型型
%$(
合理控制固化时间 生产中会遇到固化太快， 砂型、 砂芯变脆， 强度
壁砂孔隙中产生金属和砂粒互相掺和、 互相粘结的 现象。粘砂是金属液与铸型间发生界面反应的结 果， 金属液注入铸型以后， 在界面上， 金属液、 铸型 材料和型内气体之间要发生一系列物理化学反应， 粘砂就是这许多反应的综合结果。 防止粘砂可采取的主要措施如下。
!$%
树脂 按树脂含氮量分， 有（# ） +级 ： ,的质量分数
%$#
粘模的产生及防止措施 模样不易起出， 或在起模时模样上粘砂， 结果
低于 (*%- ，无氮树脂，适用于大型铸钢件； （$） . 级： 低氮树脂， 适用合金钢、 小型铸 (*%-/$*(- ,， 钢件、 球铁件； （%） 中氮树 脂 ， 0 级： $*(-/&*(- ,，
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较好。
多用再生砂 经过反复使用再生的砂热稳定性好， 砂粒形也
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提高模样表面质量， 提高型!芯"砂的紧实度 铸型 （芯） 的表面质量取决于模样的表面质量
和型 （芯） 砂的紧实度，因此模样表面越好， 型 （芯） 砂紧实度越高， 越容易防止粘砂。造型时， 尽 量提高铸型 （芯） 的紧实度， 尤其模样凸台的下部、 凹角转弯处以及活块下部等处的紧实。
#$%
合理选择树脂砂的强度 树脂砂的强度随树脂加入量的增加而提高， 但
树脂砂混砂工艺使用设备与定量精度等都在 一定程度上影响粘结剂的加入量。 目前，生产中使用较多的是双臂连续混砂机， 树脂砂的混制工艺为单砂二次混， 即先加固化剂预 混， 然后再加入树脂混制。 试验和实践证明， 连续混 砂机优于间歇式混砂机，达到同样的型砂强度， 前
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树脂或固化剂加入量过多，树脂含氮量过高， 都要引起发气量增加， 因此， 要防止气孔产生应选 用低氮树脂， 尽量降低树脂和固化剂的加入量。
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防止固化太慢的措施 固化太慢， 冬季出现的较多， 或原砂含水量过
高， 或含泥量及微粉含量过高， 另外常出现在一些 刚开始采用树脂砂工艺的企业和产量较少的情况 下。防止固化太慢的主要措施有： （#） 提高砂温至#( ’以上。 （$ ）在冬季， 可适当提高车间内的环境温度， 每班开始时， 可对模具进行适当预热。 （%） 调整固化剂加入量， 在冬季可适当增加固 化剂用量并选用酸度较大的固化剂。 （) ）选用优质原砂， 建议采用擦洗砂， 指标应 达到 %*$ 规定的要求。
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是加入量超过一定限度以后， 强度进一步提高不明 显。另外树脂砂的强度也不宜过高， 在满足工艺要 求的前提下， 应尽量降低。 树脂砂强度值的大小应视合金种类， 铸件大小 以及工艺条件不同而异。目前， 推荐树脂砂抗拉强
者比后者少加树脂 （质量分数） $*(+,*( 。无论使 度为 *0&+$0* 123，砂芯抗拉强度为 $0*+$0, 123 ， 用何种混砂机， 均应先加固化剂， 充分预混后， 再加 复杂砂芯为 $04+,0* 123 ，多数工厂树脂的加入量 入树脂混制。 （质量分数） 控制在 *0&(+$0,( ， 固化剂加入（质量 分数） 一般为树脂的.*(+!*( 。
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合理选用树脂与固化剂
树脂成分应根据铸件类别， 即合金种类， 铸件
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控制浇注温度 浇注温度不宜过高， 应根据铸件形状、 尺寸、 壁
大小， 壁的厚薄及复杂程度来选择， 固化剂种类应 结合铸件特点、 环境状况（主要是环境温度）与树 脂合理搭配。
厚、 重量等特点， 选择合适的浇注温度， 原则上， 在 不产生气孔和浇不足、 冷隔等缺陷的前提下， 尽量 降低浇注温度。
调整原砂粒度 适当调整原砂粒度， 在保证铸件表面质量的前 提下， 原砂适当粗些可提高砂型的透气性。
造 型 材 料 因有多种： （# ）模样或芯盒表面质量差； （$ ）脱模 剂使用不当； （%） 起模时间过早等。因此防止粘模 可采取的相应措施如下。 （# ） 提高模样及芯盒的表面质量。 （$） 根据环境温度的不同， 准确控制最佳脱模 时间， 合理选用脱模剂。
的颗粒部分， 即 *0$*4 55 筛以下的部分） ； 含泥量 （质量分数） 不超过*0,( ， 酸耗值不大于 ’ 56 7 ’* 水分不超过*0,(#$%； 原砂粒形用堆积密度测量， 树 8， 脂砂用的原砂， 其堆积密度应不小于$0’’ 8 ・ 95:.。 薄小件 粒度的选择是： 中大件采用!*+)* 目砂， 不刷涂料采用’*+$** 目砂， 也可采用非标)*+$** 目 砂， 铸钢件用砂应大 2;为)。 <=>,含量（质量分数）， 于/)( ， 铸铁件用砂大于/*(#$%。
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在选用树脂及固化剂时，可根据自己的条件， 却后再加热， 体积变化较小， 即经过相变后的磷片
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降低粘结剂的消耗
呋喃树脂自硬砂中的粘结剂包括树脂和固化
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选择合适的树脂种类， 适当减少树脂加入
收稿日期： #&&#(!&(!U 作者简介： 周文玉（!V*).U( ）， 女， 大学本科毕业， 教授， 现于郑州 轻工业学院机电系任教， 主要从事机械制造、 数控加工、 材料成 型技术等研究工作。
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标就是树脂加入量（质量分数）应控制在 $( 左右。 控制不当， 其性能不仅不能优于新砂， 甚至更差。 一 实际生产中由于多种因素的影响， 树脂加入量常常 般再生砂应达到： 微粉 （质量分数） 小于*0&( ， 灼烧 高于$(。 应深入分析影响粘结剂加入量的因素， 有 减量； 铸钢用砂不超过 （质量分数） 球铁用砂 ,0*(， 针对性地采取措施，以尽量降低粘结剂的加入量。 不超过.0*(#$%， 一般铸铁件不超过.0’( 。 生产中可采取的措施如下。 #$& 提高混砂质量
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造 型 材 料
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摘要： 介绍呋喃树脂自硬砂铸造常见缺陷 的 防 止 方 法 ， 树脂和固化剂的选择， 降低树脂和固化剂加入量的方法， 以及降低 砂 / 铁比的方法。 关键词： 呋喃树脂砂； 铸造缺陷； 砂 / 铁比 中图分类号： 01##!2.! 文献标识码： 3
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防止固化太快的措施 固化太快一般多出现在夏季。 防止固化太快的
主要措施有： （# ） 控制砂温， 特别在夏季， 环境温度又高， 应 采取措施， 尽量使砂温降到%& ’以下。 降低固化剂的加入量， 或更换酸度较小的 （$） 固化剂。 （%） 严防靠增加固化剂的量来加快固化速度， 达到提高生产效率的错误做法。
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气孔的产生及防止措施 金属凝固过程中， 陷入金属液中的气泡在铸件
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严格控制涂料的涂刷时间和烘干工艺 砂型、 砂芯硬化不良， 涂刷涂料或烘干不当， 涂
中形成孔洞， 称之为气孔。 通过观察孔洞的形状、 孔 壁特征、表面形貌及产生部位等特征可区别于缩 孔、 缩松、 砂眼、 渣孔等铸造缺陷。 防止气孔产生的主要措施如下。
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合理选用原砂 选用多（四）筛砂的粒度级配， 使砂粒间隙减
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合理选用涂料及涂刷工艺 涂料的作用是隔离铸型（芯）和金属液， 所以
涂料层要有一定的厚度和一定的渗入深度。 在受热 严重的部位， 可采用双层涂料。底层涂料主要保证 涂料有一定的渗透深度， 而表层涂料要保证一定的 厚度； 改善涂料配方， 提高涂料性能。 应根据合金类别、 铸件大小以及铸型工艺来选 择涂料。
按糠醇质量分，有：高糠醇树脂质量分数在 适用于球铁件、 铸钢件； 中糠醇树脂质量 &’( 以上， 适用于铸铁件； 低糠醇树脂质量分 分数 )*(+&’( ， 数 ’*(+)*(， 适用于有色铸件。
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固化剂 在选用时主要考虑： 总酸 度 小 于 ,*( ， 游离磺
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提高再生砂的质量， 降低其灼烧减量和微粉 若旧砂再生不良，使旧砂的灼烧减量失控， 微
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呋喃树脂自硬砂若使用不当，常出现气孔、 机 械粘砂、 粘模等铸造缺陷。
粉尘含量过高， 会造成型 （芯） 砂发气量增大， 透气 性降低， 出现这种现象时应适当加大新砂比例"#$， 同 时改进旧砂再生设备， 使再生砂达到要求指标。
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多用再生砂 经过使用再生后的砂子与原砂相比， 具有以下
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适当控制浇注温度 控制最佳的浇注温度范围，确保既不出气孔，
又不至于引起粘砂
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机械粘砂的产生及防止措施 机械粘砂是金属液在压力作用下渗入铸型型
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合理控制固化时间 生产中会遇到固化太快， 砂型、 砂芯变脆， 强度
壁砂孔隙中产生金属和砂粒互相掺和、 互相粘结的 现象。粘砂是金属液与铸型间发生界面反应的结 果， 金属液注入铸型以后， 在界面上， 金属液、 铸型 材料和型内气体之间要发生一系列物理化学反应， 粘砂就是这许多反应的综合结果。 防止粘砂可采取的主要措施如下。
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树脂 按树脂含氮量分， 有（# ） +级 ： ,的质量分数
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粘模的产生及防止措施 模样不易起出， 或在起模时模样上粘砂， 结果
低于 (*%- ，无氮树脂，适用于大型铸钢件； （$） . 级： 低氮树脂， 适用合金钢、 小型铸 (*%-/$*(- ,， 钢件、 球铁件； （%） 中氮树 脂 ， 0 级： $*(-/&*(- ,，
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较好。
多用再生砂 经过反复使用再生的砂热稳定性好， 砂粒形也
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和型 （芯） 砂的紧实度，因此模样表面越好， 型 （芯） 砂紧实度越高， 越容易防止粘砂。造型时， 尽 量提高铸型 （芯） 的紧实度， 尤其模样凸台的下部、 凹角转弯处以及活块下部等处的紧实。
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合理选择树脂砂的强度 树脂砂的强度随树脂加入量的增加而提高， 但
树脂砂混砂工艺使用设备与定量精度等都在 一定程度上影响粘结剂的加入量。 目前，生产中使用较多的是双臂连续混砂机， 树脂砂的混制工艺为单砂二次混， 即先加固化剂预 混， 然后再加入树脂混制。 试验和实践证明， 连续混 砂机优于间歇式混砂机，达到同样的型砂强度， 前