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碱酚醛树脂砂工艺要点

1什么是酯固化碱性酚醛树脂？

酯固化碱性酚醛树脂是以苯酚和甲醛为主要原料，在碱性条件下缩聚而成的

甲介水溶性酚醛树脂。但含有KOH、NaOH等碱性材料，故通常称之为碱性酚

醛树脂。

2碱性酚醛树脂砂硬化机理是怎么样的？

树脂的固化反应是由于树脂中的酚氧负离子与酯发生双分子亲核取代反应，

其反应分为两个阶段进行，首先形成不稳定的中间产物，然后转变为多向交联的

体型高聚物。

3酯固化碱性酚醛树脂的配比如何？

由于酯参与交联反应，因此酯与树脂有一定的加入比例。碱酚醛树脂砂加入

量1.5%-2.5%，所用硬化剂一般为多元醇的有机酯，国内常用甘油乙酯，其用量

为树脂质量的20%-30%，有机酯的种类和用量，影响硬化的速度。

4酯固化碱性酚醛树脂的配比如何影响铸件质量？

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。

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。固化剂参与硬化反应，型砂硬化性能好，硬化速度可

通过固化剂品种来调节，可调性强。型、芯内部和外部几乎同时硬化，铸型下沉、

蠕变情形小。可使用时间和脱膜时间之比可达到40%以上。

5碱酚醛树脂砂有什么特点？

碱酚醛树脂砂具有一般树脂自硬砂具有的溃散性好、硬化速度快，易于调整

可使用时间外，还具有高温性能好，适应性强，使用时无刺激性气味等优点。适

合铸钢件的生产，可降低铸件的皱纹缺陷。

6碱酚醛树脂砂容易出现什么缺陷？怎么防止？

碱酚醛树脂砂，浇注后在铸型中的铸件冷却速率较低，因此，铸钢的热节易

产生缩孔、缩松类缺陷，在拐角处易形成粘砂、气孔、裂纹等。

碱酚醛树脂砂发气量较水玻璃砂大，需防止产生气孔。在工艺方案设计时应

予以考虑，通过扎砂型出气口，在拐角放铬矿砂、冷铁、增加圆角、增加砂型的

排气和冷却能力，可以改善，减少缺陷。

7碱酚醛树脂砂二次硬化特性有什么好处？

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。碱酚醛树脂砂热固性时间很长，具有二次硬化特点，因此不易出

现冲砂，有利于提高铸件尺寸精度。二次硬化后，砂型的热稳定性较好，厚壁铸

件表面上也很少出现脉状纹缺陷。同时降解区斜率比较大，因此，退让性比较好，

从而降低铸钢件出现裂纹的几率。

8碱酚醛树脂砂为什么起模性好？

有机酯硬化的碱酚醛树脂砂，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，由于起模时型砂仍然保持一定的塑

性，故起模性能好，型砂不易粘附在模具上，砂型表面比较光洁，模样上的起模

斜度也可较小。

9碱酚醛树脂砂浇铸受热后气体行为分几个阶段？有什么特点？为什么用碱酚

醛树脂砂生产铸件热节容易产生收缩缺陷？

酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂的热分解铸型浇注后，碱性酚醛树脂的热分解大

致可分为三个阶段。

1．300℃以下

在300℃以下，树脂本身基本上不发生分解，这一阶段产生的气体主要是水

分，还有少量树脂硬化时束缚于树脂中未能释放的甲醛。

2．300℃~600℃之间

300℃以上，砂粒表面的树脂膜开始热分解，而且分解的速率很高，产生的

气体有水蒸汽、CO、CO、甲烷、乙烷、苯酚、烷基酚、烷基苯等。

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在300℃~600℃之间，树脂粘结桥仍然保持其骨架，内部因热分解而呈多孔

状，透气性好。

3．600℃以上

热分解产生的气体的成分与300~600℃之间大致相同，但在此阶段树脂粘结膜发

生剧烈的体积收缩，致密度提高，因而砂型的透气性大幅度降低。这就导致酯硬

化的碱性酚醛树脂砂在高温下保温性能好，是铸件冷却速率减缓、热节处易于产

生收缩缺陷的主要原因。

10碱性酚醛树脂砂有什么硬化特性？

碱性酚醛树脂砂是一种典型的“渐硬型”自硬砂，反应过程需要几十分钟到

十几个小时才能完成，通常将24小时的试样强度作为终强度。硬化时间从理论

上说应该是混砂过程中自树脂与固化剂接触的瞬间开始计起，但实际生产中，则

通常是混好的砂子自混砂机卸出时开始计起。

碱性酚醛树脂砂硬化时间越长，强度越好。一般硬化时间应大