呋喃樹脂
關注創建者：匿名 創建時間：2016-03-11
呋喃樹脂的實例教程
如江蘇某廠采用呋喃樹脂砂，加入量原為1.5%～1.6%,后對8種原砂進行系統的篩選試驗，選擇了合格的原砂，樹脂加入量降至1.2%，國內某大型機床鑄件廠采用圍場粒形較好的，經過擦洗的風積砂，選用了優質的樹脂。其樹脂加入量長期穩定在0.8%～1.0%。
2．樹脂的質量
鑄鐵型砂用的呋喃樹脂是以糠醇為基礎的樹脂，并以糠醇結構上特有的呋喃環而得名。
呋喃樹脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等組元縮合而成，主要組成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃樹脂品種多樣，通常按糠醇含量將呋喃樹脂分為三大類，見表8。
表8 呋喃樹脂分類
類別
糠醇樹脂（%）
高糠醇樹脂
80～100
中糠醇樹脂
60～80
低糠醇樹脂
40～60
鑄鐵用的呋喃樹脂是中糠醇樹脂。根據鑄件材質選用呋喃樹脂的參考見表9。
展開 如江蘇某廠采用呋喃樹脂砂，加入量原為1.5%～1.6%,后對8種原砂進行系統的篩選試驗，選擇了合格的原砂，樹脂加入量降至1.2%，國內某大型機床鑄件廠采用圍場粒形較好的，經過擦洗的風積砂，選用了優質的樹脂。其樹脂加入量長期穩定在0.8%～1.0%。
2．樹脂的質量
鑄鐵型砂用的呋喃樹脂是以糠醇為基礎的樹脂，并以糠醇結構上特有的呋喃環而得名。
呋喃樹脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等組元縮合而成，主要組成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃樹脂品種多樣，通常按糠醇含量將呋喃樹脂分為三大類，見表8。
表8 呋喃樹脂分類
類別
糠醇樹脂（%）
高糠醇樹脂
80～100
中糠醇樹脂
60～80
低糠醇樹脂
40～60
鑄鐵用的呋喃樹脂是中糠醇樹脂。根據鑄件材質選用呋喃樹脂的參考見表9。
展開 如江蘇某廠采用呋喃樹脂砂，加入量原為1.5%～1.6%,后對8種原砂進行系統的篩選試驗，選擇了合格的原砂，樹脂加入量降至1.2%，國內某大型機床鑄件廠采用圍場粒形較好的，經過擦洗的風積砂，選用了優質的樹脂。其樹脂加入量長期穩定在0.8%～1.0%。
2．樹脂的質量
鑄鐵型砂用的呋喃樹脂是以糠醇為基礎的樹脂，并以糠醇結構上特有的呋喃環而得名。
呋喃樹脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等組元縮合而成，主要組成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃樹脂品種多樣，通常按糠醇含量將呋喃樹脂分為三大類，見表8。
表8 呋喃樹脂分類
類別
糠醇樹脂（%）
高糠醇樹脂
80～100
中糠醇樹脂
60～80
低糠醇樹脂
40～60
鑄鐵用的呋喃樹脂是中糠醇樹脂。根據鑄件材質選用呋喃樹脂的參考見表9。
展開 呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹脂的熱分解溫度，降低了樹脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區的區間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷，尤其是框架結構件。
3、用呋喃樹脂砂時，采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性。高溫金屬凝固時產生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力，使鑄件產生應力和變形，而合金表面增硫，又降低了抗熱裂的能力。當應力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時，就會形成熱裂。
為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或減少熱裂，可采取以下幾個方面的措施：
1、合金方面
(1)控制鑄件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現Ⅱ型硫化物。(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態，即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續狀，容易引起鑄件熱裂。)通過調整錳硫比來改變硫的分布型態。
(2)對于碳鋼件，應使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性增加。
(3)用A1脫氧時，應將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%;過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現“巖石狀”，大大降低鑄鋼件的抗熱裂能力。
(4)使鋼的晶粒能細化。如在鋼液中加入稀土和硅鈣，既可脫氧、脫硫，又可以細化晶粒。對NiCrMoV鋼的測定表明：在相同的條件下，經稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上。
2、鑄造工藝方面
(1)在滿足鑄件的充填性的要求時，盡量降低鋼液的澆注溫度。對0.19%C的碳鋼，在1550℃時澆注比在1600℃時澆注，其抗熱裂能力幾乎高一倍。
(2)對于薄壁鑄件，宜采用較高的澆注速度。
展開 呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹脂的熱分解溫度，降低了樹脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區的區間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷，尤其是框架結構件。
3、用呋喃樹脂砂時，采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性。高溫金屬凝固時產生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力，使鑄件產生應力和變形，而合金表面增硫，又降低了抗熱裂的能力。當應力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時，就會形成熱裂。
為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或減少熱裂，可采取以下幾個方面的措施：
1、合金方面
(1)控制鑄件的含硫量，宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現Ⅱ型硫化物。(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態，即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續狀，容易引起鑄件熱裂。)通過調整錳硫比來改變硫的分布型態。
(2)對于碳鋼件，應使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性增加。
(3)用A1脫氧時，應將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%;過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現“巖石狀”，大大降低鑄鋼件的抗熱裂能力。
(4)使鋼的晶粒能細化。如在鋼液中加入稀土和硅鈣，既可脫氧、脫硫，又可以細化晶粒。對NiCrMoV鋼的測定表明：在相同的條件下，經稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上。
2、鑄造工藝方面
(1)在滿足鑄件的充填性的要求時，盡量降低鋼液的澆注溫度。
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圖1 毛坯三維圖
2 工藝方案
現有生產工藝,制芯采用呋喃樹脂冷芯砂制芯生產線;造型采用HW潮膜砂靜壓造型生產線;中頻爐熔煉。
澆注采用底注式立澆工藝,一箱2件,如圖2所示。缸頂面朝上,機腳面朝下,全包砂芯結構工藝。
圖2 鑄件的造型結構
砂芯如圖3所示,種類有缸頂面芯、水套芯、缸孔芯、端面芯、油氣室芯、側面芯。
酸自硬呋喃樹脂砂工藝是在鑄鐵方面應用比較廣泛的一種自硬砂工藝，其突出優點是砂型（芯）潰散性好，舊砂再生回用率高。
鑄造生產中所使用的呋喃樹脂都需要經過脲醛改性，并根據改性后樹脂的含氮量分別應用于有色合金、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼等方面。
酸自硬呋喃樹脂工藝的缺點是：
①樹脂粘結劑和固化劑高溫分解后所產生的N、S、P等氣體會使球鐵鑄件和鑄鋼件表面嚴重滲硫，產生氣孔和裂紋等缺陷。
我國生產的大型球墨鑄鐵件一般選用呋喃樹脂砂作為造型材料，單件生產，澆注重量大，結構較復雜，對鑄件質量性能要求很高，往往熔煉過程中出現的一些鑄造缺陷特別是縮松缺陷會導致鑄件報廢，造成重大的經濟損失，特別是 QT400-18AR 材料，強度高，延伸率高，還有沖擊值要求。這類厚大件在保證產品力學性能的同時，還要避免出現石墨漂浮和縮松類缺陷，實屬不易。
呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹脂的熱分解溫度，降低了樹脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區的區間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷，尤其是框架結構件。
3、用呋喃樹脂砂時，采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性。
呋喃樹脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等組元縮合而成，主要組成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃樹脂品種多樣，通常按糠醇含量將呋喃樹脂分為三大類，見表8。
呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇提高了樹脂的熱分解溫度，降低了樹脂的熱分解速度，從而降低了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區的區間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷，尤其是框架結構件。
3、用呋喃樹脂砂時，采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性。
苯磺酸硬化呋喃樹脂砂因其生產鑄件尺寸精度高及生產效率高等優點而廣泛應用于球墨鑄鐵件的生產，但使用苯磺酸硬化呋喃樹脂砂生產球鐵件表面的球化衰退一直困擾著球鐵件的生產廠家，大批科研人員一直致力于球鐵件表面球化衰退的研究，對球鐵件表面球化衰退的原因及機理等研究較多，而對球墨鑄鐵件表面球化衰退的防止措施報道較少。
我國生產的大型球墨鑄鐵件一般選用呋喃樹脂砂作為造型材料，單件生產，澆注重量大，結構較復雜，對鑄件質量性能要求很高，往往熔煉過程中出現的一些鑄造缺陷特別是縮松缺陷會導致鑄件報廢，造成重大的經濟損失，特別是 QT400-18AR 材料，強度高，延伸率高，還有沖擊值要求。這類厚大件在保證產品力學性能的同時，還要避免出現石墨漂浮和縮松類缺陷，實屬不易。
我國生產的大型球墨鑄鐵件一般選用呋喃樹脂砂作為造型材料，單件生產，澆注重量大，結構較復雜，對鑄件質量性能要求很高，往往熔煉過程中出現的一些鑄造缺陷特別是縮松缺陷會導致鑄件報廢，造成重大的經濟損失，特別是 QT400-18AR 材料，強度高，延伸率高，還有沖擊值要求。這類厚大件在保證產品力學性能的同時，還要避免出現石墨漂浮和縮松類缺陷，實屬不易。
我國生產的大型球墨鑄鐵件一般選用呋喃樹脂砂作為造型材料，單件生產，澆注重量大，結構較復雜，對鑄件質量性能要求很高，往往熔煉過程中出現的一些鑄造缺陷特別是縮松缺陷會導致鑄件報廢，造成重大的經濟損失，特別是 QT400-18AR 材料，強度高，延伸率高，還有沖擊值要求。這類厚大件在保證產品力學性能的同時，還要避免出現石墨漂浮和縮松類缺陷，實屬不易。
