铸钢常用自硬砂工艺的选用.docVIP

铸钢常用自硬砂工艺的选用 朱旭东 董 鄂李 伟 （无锡锡南铸造机械有限公司，江苏无锡，214028） 本文从工艺特性、旧砂再生、环保和经济成本等四个方面对五种常用的铸钢自硬砂，即呋喃树脂、碱酚醛树脂砂、酯硬化水玻璃砂、Pep-Set树脂砂和邦尼树脂砂进行了分析和比较，提出了选用的参考性建议。 铸钢 型砂工艺 选用 近半个世纪来，我国铸钢件生产酯硬化水玻璃砂工艺Pep-Set树脂砂碱酚醛树脂砂工艺、邦尼树脂砂工艺工艺生产出许多我国铸造史上创记录的特大型铸钢件；诞生了各种自硬砂自动化生产线，及的旧砂再生线，标志着我国铸钢型砂工艺和铸造装备很大的技术进步。 ，如何选用最合本企业产品生产的型砂工艺是一个重要的问题，它涉及到产品的质量、生产效率、经济成本、旧砂的再生利用、环境保护等诸多方面，在建厂、改造之前必须加以科学地、综合地比较和论证才能达到预期的效果。以下就目前铸钢生产中的五种型砂工艺作一粗略的分析、比较，供参考。 2.1呋喃树脂自硬砂 这是应用于铸造业最多、最广、工艺最成熟的自硬砂，相对铸件成本较低、旧砂利用率高、旧砂再生简单，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广泛地应用。但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，一些低碳铸钢件还易造成增碳，树脂加入量 ：0.8～1.1% 可使用时间为：1～20min 起模时间为 ：15～60min 常温及高温强度是所有铸钢自硬砂中24小时抗强度0.8～1.2Mpa 铸型（芯）表面安定性好（85～90%） 铸件尺寸精度高、表面质量好 型砂溃散性，铸件落砂清理容易 旧砂树脂膜脆性，再生性能是所有铸钢自硬砂中最好的旧砂回用率高，可达90～5%。 砂型刚性好，高温热塑性差，铸钢件尤其壁、壁厚相差极大的体或复杂件易产生裂纹此缺点比其它几种型砂都要突出。 发气量、形成的倾向几种铸钢自硬砂中最大，因此，呋喃铸钢，要选择低N或无呋喃。 铸件表面C，S，易产生微裂纹 吨型砂的成本于碱酚醛树脂砂，与其它树脂和水玻璃自硬砂相当。 混砂、造型、浇注、落砂、清理时产生有刺激性气体污染环境。 案例：我国大连、宁夏某重工企业成功铸造200～320t的特大型铸钢件我国引进的铸钢件无箱生产线采用的是呋喃树指砂工艺。 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2.5~3.0%，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。水玻璃加入量2.2～3.0% 可使时间5～3min 起模时间10～160min 型砂24小时抗拉强度0.6～0MPa 铸型（芯）表面安定性较好 型砂溃散性不如其它几种树脂砂，尤其在制作芯子时，旧砂溃散性和再生性能不如其它几种铸钢自硬砂，回用率≥80% 旧砂水玻璃膜韧性型砂退让性和高温塑性最好，铸钢件裂纹倾向小。 铸件表面不会渗C、N、S，减少表面微裂纹 发气量，形成气孔的倾向最小 吨型砂的成本低，与呋喃相近，比其它三种树脂砂低 无刺激性气味，对环境气味污染最小 应用案例：我国铁路铸钢摇枕、侧架生产线80%采用硬化水玻璃砂工艺我国某重型厂用酯硬化水玻璃砂工艺生产出16500t油压机大，铸件重t；其它铸钢阀门也是应用酯硬化水玻璃砂较多的一个行业。 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，可期短，使用中需要注意。树脂加入量1.5%～2.5% 可使用时间2～35min 起模时间5～70min 型砂24小时抗拉强度0.6～0.8MPa 铸件尺寸精度高，表面质量好 型（芯）砂表面安定性不如呋喃树脂砂；但比水玻璃砂稍好 型砂溃散性好，落砂清理容易 具有良好的高温热塑性和独特的高温二次硬化特性，可有效铸钢件的热裂倾向和高温下砂芯过早地溃散而产生的冲砂，夹缺陷，同时也大大减少缺陷（尤其裂纹）修补的工作量和用 粘结剂中不含S、P、N等有害元素可有效防止铸钢件的气孔和微裂纹缺陷 吨型砂成本低于Pep-Set树脂砂；但高于其它铸钢自硬砂 混砂、造型、浇注、落砂、清理时有一定的刺激性气味，造成