樹脂砂鑄造的有關問題

1．為什么磷酸多用作高氮呋喃自硬樹脂的固化劑，而很少用作低氮呋喃自硬樹脂的固化劑？

這是因為低氮高糠醇樹脂，采用酸做固化劑時，硬化速度慢，脫模時間長，且強度很低。高氮低糠醇樹脂使用磷酸做固化劑可獲得必要的硬化速度。而且，高氮低糠醇樹脂采用磷酸作催化劑可獲得很好的終強度。

造成這種結果的原因主要是由于磷酸與糠醇的互溶性差，而與水的親和力大，使得樹脂和催化劑中所含的水分以及樹脂在縮聚反應中生成的水不易擴散排出而以磷酸為核心生成水滴殘存于樹脂膜中，破壞了樹脂膜的致密性，故強度較低。而高氮樹脂與水的互溶性好，各種水分不易以磷酸為核心集中為水滴，樹脂膜結構好，強度高。

2．為什么酚脲脘自硬樹脂的硬透性比呋喃自硬樹脂砂好？

因為酚脲脘樹脂的固化過程是聚合反應，固化過程中不產生小分子的水，不存在因型內外水分的揮發速度不同使其內外固化速度不一致的問題，而呋喃自硬樹脂的固化過程是縮聚反應，反應過程中產生水分，因型芯內外的水分蒸發速度不同，導致了其內外固化速度不同，故其硬透性差些。這也是呋喃自硬樹脂砂的固化速度受空氣相對濕度影響較大的原因。

3．為什么生產鑄鋁，鑄銅件可以選用高氮呋喃樹脂？

由于鋁、銅金屬液對氮幾乎不溶解，因此，即使使用高氮樹脂在澆注過程中樹脂分解產生的氮，也不會被鋁、銅金屬液吸收，也就不會在凝固過程中因析出氮而形成氮氣孔。因此，生產鑄鋁、鑄銅件可以為潢足潰散性的需要而選用高氮樹脂。

4．為什么自硬樹脂砂生產重量大的鑄件，澆注系統宜于用陶瓷管制作？

采用自硬樹脂砂造型，當生產重量較大的鑄件時，由于澆注時間長，澆注系統在高溫金屬液的長時間熱作用下，易使樹脂砂過早潰散喪失強度，造成沖砂缺陷，因此，對重量較大的鑄件，澆注系統宜用陶管制作，同時使澆注系統特別是直澆道不易上涂料的問題得到解決。

5．采用自硬樹脂砂造型、制芯時，如何確定樹脂砂的可使用時間是否滿足要求？

當采用間歇式混砂機時，樹脂砂的可使用時間要大于樹脂砂從混好卸砂到用完的這段時間；當采用連續式混砂機造型、制芯時，樹脂砂的可使用時間要大于從混砂機的出砂口起始放砂位置到又回到該位置連續放砂的這段時間。

6．自硬樹脂砂用模樣的撥模斜度為什么要比粘土砂大些？
樹脂砂型芯在起模時已具有一定的硬化強度，無退讓性，一般不能通過敲擊模樣和芯盒框使砂型或砂芯壁來達到松動模樣，起模時摩擦力較大；樹脂砂型與砂芯的可修補性差，起模時，砂型，芯一旦不完整，較難修補。

7．樹脂砂工藝生產鑄鐵為什么宜少設被縮冒口，多設出氣冒口？

樹脂砂型剛度好，澆注初期砂型強度高，這就有條件利用鑄鐵凝固過程的石墨化膨脹，有效地消除縮孔、縮松缺陷，實現灰鑄鐵、球墨鑄鐵件的少冒口、無冒口鑄造。但樹脂砂的發氣量在，為了便于澆注過程中型腔中的大量氣體能順利排出，必須多設出氣冒口，原則上要求∑F冒>∑F內。

8．為什么含糠醇70%-80%的呋喃自硬樹脂的常溫終強度最大？

從理論上講，呋喃樹脂中的脲醛樹脂比例越高，其常溫終強度越大，因此當糠醇含量大于70%~80%時，糠醇含量越高，即含氮量越低，常溫終強度越低。但隨著脲醛樹脂的增加，呋喃樹脂的含水量相對增高，又會降低硬化速度和終強度。當糠醇含量低于70%~80%時，樹脂終強度的下降趨勢超過了上升趨勢。因而一般情況下，糠醇含70%~80%時，呋喃自硬樹脂砂的常溫終強度最大。

9．為什么采用催化活性過強固化劑和過多的固化劑加入量。會導致樹脂砂的終強度下降？

采用催化活性過強的固化劑或過多的固化劑，會導致預固化階段過短，樹脂中無規則卷曲線團狀預聚物尚未充分伸展和有序化，就被已經交聯的預聚物阻塞在體形結構中，使線團中的大量活性基未能參與反應，不能形成聚合度很大的聚合物。所以盡管樹脂砂硬化較快，初強度較高，卻必然導致終強度的明顯降低。

10．為什么自硬樹脂砂的舊砂需要再生回用時，不宜用磷酸做固化劑？

用磷酸做固化劑的砂型、芯在澆注后，磷酸不能在金屬液的熱作用下分解破壞，而生成磷酸鹽沉積在砂粒表面，較難通過再生去除，導致再生砂配制的樹脂砂的強度下降很多，并且增加鑄型膨脹，使夾砂傾向增加。

11．為什么酸硬化的甲階酚醛樹脂自硬砂宜選用游離酸含量低，總酸高的有機酸做固化劑，不通用無機酸做固化劑？

由于酸硬化的甲階酚醛樹脂中含水量高，因此發生交聯反應時，除樹脂本身縮聚產生水外，還將釋放數量很多的水，這些水將起稀釋硬化劑的作用，使反應很慢。增加硬化劑的游離酸含量，才會使硬化速度變快，但會使自硬砂的強度下降很多，因此要保證硬化速度，又不使樹脂砂的強度下降較大，只能增加固化劑的總酸值。由于無機酸的游離酸一般都較高，所以對于酸硬化的甲階酚醛樹脂，宜選用總酸度高，游離酸含量低的有機酸做固化劑。

12．為什么酸固化甲階酚醛樹脂砂的固化劑加入量宜以占樹脂的百分數表示？

這是由于酸固化甲階酚醛樹脂是由苯酸和甲醛在堿性催化劑作用下縮合而成的，出廠前用酸將堿性催化劑中和并使其成弱酸性。因此樹脂對酸性硬化劑不如呋喃樹脂那樣敏感，在酸濃度相當高時才發生交聯反應。另外，此種樹脂的含水量很高，一般都在某些方面15%左右或更高。發生交聯反應時，除樹脂本身綜合產生水分外，還要釋放很多原與樹脂互溶的水。這些水將硬化劑稀釋，自硬砂中樹脂加入量越多，此種稀釋作用就越強，因而要保持同樣的固化速度，不得不增加硬化劑的加入量。所以對于甲階酚醛樹脂自硬砂，硬化劑的加入量以占樹脂的百分數計算為宜，也就是對酸硬化的甲階酚醛樹脂砂固化劑的加入量要隨樹脂加入量的增加而增加。

13．為什么剛起模的型芯及剛修補過的地方不宜立刻上涂料？

因為剛起模及剛修補過的型、芯中的樹脂硬化反應還處于初期階段，若遇到水基涂料中的水分（溶劑）會影響硬化的正常進行（對于酚脲烷自硬樹脂，則未反應的二組分聚異氰酸酯可與水分反應而失效）；如使用醇基涂料，施涂料后后需立刻點燃，也會使未反應的樹脂過燒。這些都會影響型、芯的表面穩定性。

14．為什么堿性酚醛樹脂砂的舊砂再生較困難？

由于堿性酚醛樹脂的堿性很高（基PH值通常為11-13），樹脂中含有較多的堿（一般為氫氧化鉀），澆注時，樹脂中的堿易與硅砂作用生成低熔點的硅酸鹽，熔融的硅酸鹽牢固的粘附在砂粒上，不易去除，造成較難去除，造成舊砂再生較為困難。

15．選擇樹脂的類型時，應考慮鑄件的哪些因素？

選擇樹脂的類型時，應考慮鑄件的以下因素：

（1）鑄件的材質。鑄件（鑄鋼件、高合金鑄鐵件）的材質產生氮氣孔的傾向大時，宜選擇低氮或無氮樹脂；當鑄件（球墨鑄鐵件、灰鑄鐵件）的材質為產生氮氣孔的傾向小的黑色金屬時，可選擇中氮樹脂；對氮不溶解的銅、鋁件要選擇高氮樹脂。
（2）鑄件的重、壁厚、及澆注溫度。當鑄件的重較大，壁較厚，澆注溫度較高時，應選擇糠醇含量高、脲醛含量低的樹脂，使型芯的高溫強度滿足需要；澆注溫度低、重量輕，薄壁的鑄件，需要的高溫強度低，可以選擇脲醛含量高些的樹脂，以降低成本。
（3）鑄件的結構。鑄件易出現熱裂，宜先用高溫度低的樹脂作粘結劑。對易出現熱裂的鑄鋼件，宜選項用堿性酚醛樹脂，不宜選用呋喃無氮樹脂為粘結劑；鑄件易出現冷裂，宜選用潰散性好的做粘結劑。