树脂自硬砂是指原砂（或再生砂）以合成树脂为粘结剂，在相应的固化剂作用下，在室温下自行硬化成型的一类型砂。树脂自硬砂特别适合于单件、小批量生产的铸铁、铸钢、非铁合金铸件的生产，在国内外应用十分广泛。树脂自硬砂主要有三类：酸自硬树脂砂、尿醛自硬树脂砂、酚醛-酯自硬树脂砂。
1.酸自硬树脂砂（呋喃树脂自硬砂）
（1）原材料
1）呋喃树脂自硬砂的原砂：选用天然水洗砂或擦洗砂。
2）粘结剂——呋喃自硬树脂（JB/T 7526—2008）。铸钢件、球墨铸铁件选用含糠醇量高的无氮或低氮树脂。提示：树脂中游离甲醛产生刺激性气体、恶化劳动环境，应予控制。
3）固化剂——有机磺酸溶液（如对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸等），它适用于各种呋喃树脂。对甲苯磺酸以水溶液（酸∶水=7∶3）或酒精溶液（酸∶酒精=6.5∶3.5）形式应用；二甲苯磺酸性能更好。
4）添加剂——在配方中有时加入添加剂，目的是为了改善自硬砂某些性能。常用添加剂见表4-92。
表4-92 树脂自硬砂用添加剂
（2）呋喃树脂自硬砂的配比
1）铸铁件呋喃树脂自硬砂的基本配方见表4-93。
表4-93 铸铁件呋喃树脂自硬砂的基本配方
2）呋喃树脂自硬砂的配比见表4-94。
表4-94 呋喃树脂自硬砂的配比
（续）
① 为灼烧减量（质量分数，%）。
（3）呋喃树脂自硬砂混砂工艺（见表4-95）
表4-95 呋喃树脂自硬砂混砂工艺
（4）酸自硬树脂砂的常见缺陷及解决方案（见表4-96）
表4-96 酸自硬树脂砂的常见缺陷及解决方案
（续）
2.酚醛尿烷自硬树脂砂
酚醛尿烷自硬树脂砂，简称Pep Set法。尿烷自硬树脂砂有三类：①酚醛尿烷自硬树脂砂；②醇酸油尿烷树脂砂；③多元醇尿烷树脂砂。这里介绍广泛应用的酚醛尿烷自硬树脂砂。
（1）粘结剂与固化剂(www.xing528.com)
1）粘结剂——由三部分组成：组分Ⅰ（苯基醚酚醛树脂）、组分Ⅱ（聚异氰酸酯）、组分Ⅲ（液体叔胺固化剂）。组分Ⅰ中的羟基与组分Ⅱ中的异氰酸根在组分Ⅲ的催化作用下，发生加成缩合反应，生成尿烷聚合物，从而使砂型（芯）硬化。
2）固化剂——为一类特殊的胺类，使用时加入组分Ⅰ中。
（2）酚醛尿烷自硬树脂砂的配比
1）酚醛尿烷自硬树脂砂的典型配比见表4-97。
表4-97 酚醛尿烷自硬树脂砂的典型配比（质量比）
注：原砂粒度：铸钢件用40/70筛号或40/70筛号与50/100筛号各半；铸铁件用50/100筛号或70/140筛号；非铁合金用70/140筛号或140/70筛号。原砂大都采用新砂∶再生砂=30∶70掺和使用。再生砂中w（微粉）≤0.8%，w（灼烧减量）≤3.0%，w（水分）≤0.2%。新砂和再生砂砂温，由砂温加热器和冷却器调节在20～30℃。
2）酚醛尿烷自硬树脂砂的应用案例见表4-98。
表4-98 东风汽车公司铸造一厂Pep Set自硬砂配比案例
（3）酚醛尿烷自硬树脂砂工艺的常见缺陷及解决方案（见表4-99）
表4-99 酚醛尿烷自硬树脂砂工艺的常见缺陷及解决方案
（续）
3.酯固化碱性酚醛树脂砂
酯固化碱性酚醛树脂砂（简称α-Set法），除具有一般树脂砂所具有的溃散性好、硬化速度快、可使用时间能在较大范围内调整外，还具有高温性能好、对原砂的适应性广、对铸造合金的适应性强、混砂和浇注时不放出刺激性气味、有利于环保等特点。
酯固化碱性酚醛树脂砂特别适用于水泵、阀门、化工设备、核工业设备等铸钢件的生产。
（1）原材料
1）原砂——擦洗硅砂、水洗镁橄榄石砂、铬铁矿砂。
2）粘结剂和固化剂。①粘结剂——碱性酚醛树脂；②固化剂——碱性酚醛用有机酯。
（2）配比及混砂工艺（见表4-100）
表4-100 酯固化碱性酚醛树脂砂的配比及混砂工艺
（3）应用案例 上海汽轮机公司600MW汽轮机主调阀门阀壳的铸造。
技术要求：铸件材质为低合金铬钼钢。外形尺寸为2524mm×1529mm×1250mm，壁厚最大为350mm，最小为115mm。铸件毛重16500kg，浇注总重量为27500kg。工作状态下承受高压过热蒸汽，铸件内外表面需磁粉探伤。需进行泵水试验，泵水压力35MPa，保压时间10min。
造型：面砂为碱性酚醛树脂锆英砂，厚10～20mm。填充砂为碱性酚醛树脂硅砂。涂料为醇基锆英粉涂料，刷上3～4遍。合型后经100～150℃热风风干5h。
浇注工艺：浇注温度为1575～1595℃，浇注时间为150～180s，点浇冒口180s。
效果：获得优质铸件，取代进口铸件。
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