碱性酚醛树脂自硬砂的应用

二 、碱 性 酚 醛 树 脂 自硬 砂 的 特 性
碱 性 酚 醛 树 脂 自硬 砂 有 与 酸 硬化 酚 醛 和 呋 嘈树 脂 自硬 砂 共 同 的特 性 ， 如 较 好 的常 温 强 度 和 硬 化 特 性 ， 优 良的 抗 吸湿 性 ， 较 低 的 发 气 量 ， 较 高 的 高 温 强度 和 良好 的 溃 散性 等 。 也 有
业 的应用受到了 限制，为弥补其不足，我所子
１ ８ 年 初开 始 研 究一 种 新 的树 脂 自硬砂一 ６ ９ 酯
它本身所 固有的特性，尤其是在环保和 高温 特
性方 面 。 １ ．劳 动 卫 生条 件 好 ’
周化碱性酚醛 树脂 自硬砂 。该 自硬砂是 用碱性 较 强的 甲阶 酚醛 树脂水溶液 做粘结 剂， 固化剂
与其它树脂 自硬砂比，碱性酚醛树脂 自硬 砂 对 原 砂 适 用性 好 ， 它 不 仅 适 用 于 酸 耗 值 低 的 石 英砂，钴砂，南非络铁矿砂等，同时也适 用
于 各种 酸 耗 值 高 的 海 砂 ， 铬 铁 矿 砂 和 镁 橄 榄 石 砂 等 。 但 与 其 它 树脂 自硬 砂 一 样 ， 对 原 砂 的粒
（ 辑 ｌ 田世 江 ） 蹁
碱 性酚醛树脂 自硬砂 的应用
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沈阳俦遣研 完所
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刘 蟀 王 岩
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【 提要 】 指出 了呋喃树 脂 自硬砂存在 的问题，介绍 了 性酚醛树 脂 自硬砂劳动卫生 碱 条件好， 型砂固化性好，对 原砂适 用性好， 型砂高温强度 好等特 性， 以及该砂在 阀门行 业、碱 性特种砂上和其它行 业上 的应用情况
关ｔ 词 碱 性 爵 壁 树 脂 自硬 砂
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不 足之 处 ， 如 在 混 砂 、造 型 和 浇 注 过 程 中气 味
一
、
引
言
较 大 ， 劳 动环 境 较 差 ，砂 芯 高 温 退 让 性 差 ， 在
我 国 自七 十 年 代 开始 研 究 呋 喃 树 脂 自 硬 砂 ， 目前 已 在 机 床 用 、 电和 重 型 等 行 业 得 通 发
形 、粒度 布，表面状祝 、粉尘 含量等也有较 高 的 要求 ，不 同 的 原砂 其 树 脂 加 入量 有 较大 的 差剐。表 ｉ 国内各应 用广家在使用不同原砂 是
●
襄 ］ 不同璩 砂 ｌ 村唐 砂 墨方 （ 的 愿砂 以 ］ ０计 ） Ｏ
石 荑 砂
麓 魏 矿 砂
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０ １ ％的 硅钙 台金 孕 育 处 理 ， 结 果 表 明 ， ．５ ０ １ ％硅 钙 和 ０ ７ ％硅 铁 配 台使 用进 行 孕 育处 ．５ ．０ 理 ， 可 获 良好 效果 。 ２ 两 种磨 蝽 工 艺 舶 比 较 ． 实 践证 明 ，蠕 铁 的铸 造 性 能 明显 优 于 合金
隹ｊ 砂 ｔ 柱石
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大 林 ＾攮砂 寓 非 ｆ回 产 ｆ ｍ ． ，
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３ ０ ｆ
坩 加＾ （ 脂 量 ）
范 围 窄 ， 所 以熔 炼 蠕 铁时 ，对 于铁 水 中 的硫 含
铸 工 ． １ ８ （５） ７ ３ ０ｌ ２ ～ ２ 球 铁 ． １ ８ （ ） １ ～ １ ９ ２ ２ ：８ ９
量，必须要有较准确的炉前分析 ，否 则会使蠕 化处理 失败 而合金铸 铁的熔炼 就无 此严格的
要求 。
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搭 配作 蠕 化 剂 ， 蠕 亿 效果 良好 。在 原 铁 水 含 硫
量 为 ０ ０ ～０ ０ ２ 情 况下 ，勿 经 试 脱 硫 ， 用 ．２ ．４
调整蠕化剂 加入量来控制蠕化率 。
（３）最 佳 稀 土 、 残 留量 分 别 为 Ｏ ０ ７ 镁 ． ２ ～
０ ０ ７％ 和 ０ ０ ７ ０ ０ ３ 。 ．５ ．０ ￣ ．１
注 时 释放 出 Ｓ 、ＨＣＮ 等 有 害气 体 引起 的环 ｏ 境 污 染 。 因 此 该 砂 具 有 较 好 的 劳 动 卫 生 条件 。 ２ ．垂 砂 固 化 性 能 好 与 酸 固化 呋 喃和 酚 醛 树 脂 自硬 砂 不 同， 碱 性 酚 醛 树 脂 自硬 砂 的 周化 剂 加 入 量 受环 境 温 度 的 影 响 较小 。 在生 产 中 可 通 过 改变 固化 荆 的种
裹 ２ 不同愿砂 的破 性 靖建 村詹 自毫 砂 抗拉 薯虞
啄 砂 标 准 砂 砂
｛ｌ 育ｌＩ 并 膏亩 峡 南 一 膏西 非
抗 强 （ ａ ． 。０．ｌｏ一． ｏ 拉 度 Ｐ １８ ． －ｌ十ｓ Ｍ ） ６ ９ ｏ。． ０Ｉ
注 ｔ 温 度 ２ ℃ · 显 度 ７ 。 ５ ５
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蠕 化聿 。从 表 １ 可看出，用１稀 土合垒年６ 还 Ⅱ
稀 土 镁 合金 复 合 用作 蠕 化 剂 时 ，最 佳 残 留稀 土
范 围 为０ ０ ７ ０ ０ ７ ，最 佳 残 留 镁 范 围 为 ． ２ ￣ ．５ ％
０． ７￣ ０ １３ 。 ００ ０
（ １） 以解决 铸 件 热裂 为 目的 的 阀门 ，水
泵 行业。
（ ２） 以解 决 碱性 特 种 砂 用 树脂 粘 结剂 为
目的的重型 ，水 泥机 械 、汽轮机等行业 。 （ ３） 以解 决铸 件气 孔 、针 孔 为 目的 的 有
色金属 等 行 业 。
（ ４） 以改善劳 动卫生 条件，碱小刺激性 气味为 目的的耐火材料行业 。
生产 阀体，泵体等壳体类铺 件时，容易产生热
裂 缺 陷 ， 对 原 砂 要 求 高 ，不 能 适 用 于 酸耗 值 高
到广泛的应用。但呋哺树脂 自硬砂还存在许多
《铸 造 １ ９ ． ９２ ５
的原 砂 等 ，使 树脂 砂在 阀 门 、 水泵 、重 型 等 行
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为 多 元醇 的酯 类 。 由于 这 种 树脂 砂 在 劳 动卫 生 和 环 境 保 护 上 的 优势 以及 优 良 的 工艺 性 能 ， 目 前 已 在西 欧 、 国 日本 等 国广 泛 应用 ，尤 其是 美 在 阀 门、 水泵 、石 油 化 工 及 核设 备 等 铸 件 要求 高 的 行 业 ， 被广 泛 用于 代 替其 它 树脂 自硬 砂生
因而生产成本明显降｛，经济效益可观。 氐
四 、 结
论
（１）采 用 蠕 铁生 产 ６ ０ 柴 油 机 汽 缸 盖 ， ３０ 可 减 少 由 于铸 件 缩 橙 、 开裂 而造 成 的 渗漏 缺 艏 。
（ ２） 用１ 稀 土 合盒 和６ 稀 土 镁硅 铁 台金
（２）孕 育剂 的选 择 和 用 量 孕 育处 理 的 目 的 在 于 细 化 结 晶组 织 ，消 除 自 由渗 碳 体 ，从 而 提 高铸 件 的 牲 能 。 当铁 术 中残 留稀 土 量 在临 界 点 时 ， 硅 钙 台 金 可 有 效 地 促 进 蠕 虫 状 石 墨 形 成 … 。张 博 等 从气 泡理 论 出发 ， 认 为 与 镁 相 比 ， 和 铈是 制 作 蠕 铗 的 更有 效 的变 质剂 ” 钙 。 据 此 ， 我 们 在 生 产 蠕 铗 汽 缸 盖 时 ， 使 用 了
●
产 各种铸件 。 碱性酚醛 树脂 自硬砂 ， 目前国 内已在十几 家 大 中 型 企 业应 用 ， 各 厂主 要 采 用 该砂 制芯 生
产 出 口产 品和要 求 高 的铸 件 。 根据 各 广解 决 问题 的情 况不 同， 应 用 的行
业有 ｔ
类 调整型砂的硬化速度， 固化剂加入 量一般控 制 在３ 左 右 （ Ｏ 占树脂 量） 即使在寒 冷的冬季 ，
性 ，而 呋 喃 树 脂 砂 退 让 性 差 ， 导致 铸 件 产 生 热 裂 缺 陷 这是 阀 门行 业 生 产 中 急 待 解 决 的 问 题 。 碱性 酚 醛 树 脂 自硬 砂 的 特性 为 高 效生 产 阀 门件 提供 了 新 的途 径 。 该 砂 在 高 温 下 膨 胀 小而
出 叫
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又 具 有 较好 的 可 塑 性 ， 同 时 又具 有 二 次 硬 化 特 性 ， 既 可 减 少 铸 件 热裂 缺 陷 ， 又 可 以保 证 铸 件
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的尺寸精度和减少冲砂、 央砂等缺陷 碱性酚
醛 树 脂 自硬 砂 在诜 阳 高 中 压 阀 门厂 和 大 连五 二
铸 造 １ ９ ． ９ Ｚ５
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脂 最的３ ） Ｏ 。
５ ．型 砂 的 高沮 特 性
遣存在的 问题是铸件热裂 缺陷增多，尤其是 在 生 产 壁 厚 ３ ｍｍ 以 下的碳钢 、 台垒 钢铸 件 ０ 时，热 裂缺陷更为严重。其主要原 因是水玻璃
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肘间（ ｉ ａ ｒ ｎ）
三 厂 的 应 用 结果 也 证 明这 一点 、如 沈 阳 高 中压 阀 门 厂 主要 生 产 碳 钢 、不 锈 钢 和 耐 热 阀 门件 。
自 １８ ９ ８年 采 用碱 性 酚 醛 树脂 自硬 砂生 产 易裂
薄 壁件 ， 材 质 为 １ ｌ ＮｉＴ 、 ＯＣｒ ８ ９ 】 Ｃｒ ８ ９ ｊ ｌ ＮｉＴ 、
（ ４） 选 用 硅 钙 和 ７ 硅 铁 复 合孕 育 ， 可 获 ５
良好的孕 育效果 ，并可提 高蠕化率 。
（５） 用 蠕 铁 替 代ＨＴ２ Ｃｒ ｏ ５ Ｃｕ Ｍ 台金 铸
铁生 产汽缸盖，可降 抵生产成本， 提高产品 合
格率 。
参 考 文 献
铸铁 。只要蠕化处理成功，铸件 一般不会产生 缩松。但是 ， 由于蠕铁 的残 留稀土和残留镁的
也 是 如 此 。 国 内 目前 供 应 的 四种 周化 剂 ， 无 论 是 在 冬 季 还 是 在 夏季 通 过 改 变 周化 荆 的种 类 ， 型 砂 的 起 模 时 间 可 在 几 分 钟 到 ｌ小 时 内 调 整 。 这 一 特 点 使型 砂 质 量 容 易稳 定 。 ０ ．对 焉 砖 通 用 性 好
圈 ＢＣＩ 热 变 形 试 鞋 曲线 ＲＡ
砂 芯 Baidu Nhomakorabea 高 温 下 软 化 使 砂 茜 具 有较 好 的 退 让
碱 性 酚 醛 树 脂 自硬 砂 的主 要 高 温特 性 是 在
高 温下 具 有 热塑 性 和 二 次 硬 化 特 性 下 图是 用
ＢＣＬ ＲＡ 热 变 形 仪 河 定 的各 种 树脂 自硬 砂 的 热
变 形 曲线 。
特造工 程Ｊ ９２ １Ｓ （１） ３ ～ ａ ：１ ６
铸工 ． １ ８ （３） ２ ０ｌ ：９
辣 赣 ， ｌ ８ （１） ３ ５ ２ ９ ：～
璋 铁 。 １ ８ （２） 蚰 一 ４ 日３ ： 一 ａ
球 赣 ． １８ （３） ２ — ３ 日３ ：６ ０
从经 济角度 分析，由于生产 蠕铁件勿需铜 铬 、钼 等 合金 材 料 ，且 成 品 台 格率 显 著 提 高 ，
岛 犯 耩 加 ＾ 量 （ 树脂 ） 占
２ ～３ ． ． ５ ６
２ ￣ｉ ０ ｔ ５
时 拊脂 砂 配方 。 ４ ．型 黟 的 常温 强 度 表 ２是 用不 同 原 砂 的碱 性 酚 醛 树脂 自硬 砂 的 常温 抗拉 强度 （ 中 除 镁橄 榄石 砂 树脂 加 入 衰 量为３ 外 ， 余均为２ ， 其 固化 剂加 入量 均 为 树
碱性酚醛树脂和酯类 固化剂 中只 含ｃ． Ｈ、
ｏ三 种元素，而不 含酸硬化树脂砂 中的Ｎ、 、 ｓ Ｐ 等 有 害 元素 。 因此 可 以消 除 由 上述 元 素 引起
的有 害 作 用 ， 如 铸 件表 面 渗 ｓ、 Ｎ， 由Ｎ引起 的
气 孔 缺陷 ， 以及 由于 Ｎ、Ｓ 的 在 在 ， 型 砂 在 浇