树脂砂的发展历程

第二次世界大战期间，德国的J·Croning发明了用酚醛树脂作为粘结剂的壳型铸造工艺。战后此项专利公开，立即受到了普遍的重视。到了20世纪50年代，各工业国几乎都开始采用此工艺。

20世纪50年代后期，欧洲开始采用由酸性液体催化剂固化的呋喃和酚醛自硬树脂砂，美国大约在1958年前后也正式在生产中使用。

20世纪60年代前后，为适应汽车工业的大发展，出现了呋喃树脂热芯盒法，其生产周期由油砂型芯的几个小时缩短到几分钟。而且，因为是在芯盒内固化后再起模，型芯的尺寸精度大为提高。虽然其工艺的耗能较多，且工作场地的气味较大，但这一工艺很快就在世界各国的汽车工业中广泛使用。

1965年，酚脲烷自硬树脂砂用于工业生产。

20世纪60年代中期，欧洲及美国开始研制用于自硬工艺的甲阶酚醛树脂，以期部分代替价格较高的呋喃树脂，至20世纪70年代后期，这种树脂粘结剂有了较大的发展。

为克服热芯盒法的缺点，铸造行业即着手研究冷芯盒法。1968年酚脲烷树脂冷芯盒法问世。采用此种工艺时，芯盒不必加热，只需几秒钟就可使型芯固化。

1970年，出现了第二代的酚脲烷树脂，这就是三种组分的自硬酚脲烷树脂系统（PEP SET）。

1975年，法国开发了吹二氧化硫气体固化的呋喃树脂冷芯盒法，这是应用呋喃树脂的一大进步。从此，呋喃树脂不仅可用于小批量生产的自硬工艺，也可用于大量生产的吹气固化工艺，固化时间也只要几秒钟。20世纪80年代以来，此工艺在欧洲及美洲都有一定的发展。

1976-1978年，因天然气短缺，热芯盒法受到能源的限制，又加之热芯盒法的一些其他缺点（如气味大）日益难以为人们所接受，因而出现了温芯盒法。

在室温下固化的自硬树脂砂工艺和冷芯盒工艺是造型、制芯工艺在20世纪的一项重大技术突破，在短短的30年中，尤其是在20世纪70年代，世界先进工业国家的一些传统生产工艺和工艺装备迅速被树脂砂技术取代，劳动生产率、铸件精度和质量都有了明显地提高。(www.xing528.com)

但是上述树脂砂在混砂、制芯、造型、浇注时产生有害气体和难闻的气味以及某些工艺和合金方面的缺点，促使铸造界一直在寻求低毒或无毒树脂砂技术。随着世界各国劳动卫生和环境保护法规的日趋严格，上述问题就越加严重。

1982年美国Ashland公司推出了自由基固化法，在采用不饱和聚酯树脂的基础上，可使吹气固化的时间缩短到零点几秒钟，而且所用的固化气体是氮和二氧化硫的混合气体，二氧化硫的浓度只有5%左右。

1982年，在英国铸钢研究与贸易协会（SCRATA）年会上，波顿（Borden）公司首次发表了已获专利的酯固化碱性酚醛自硬树脂砂技术（α-set法），为解决劳动卫生和环境污染问题推出了一种低毒树脂砂技术。

1983年环氧树脂SO₂吹气固化法问世。

1984年，在英国铸造学会（IBF）第81届年会上，波顿公司又发表了酯固化碱性酚醛树脂冷芯盒工艺技术（β-set法）。

波顿公司的低毒树脂砂技术一问世立即受到铸造界的广泛重视，经过三年工业应用，α-set法和β-set法在劳动卫生和环境保护上的明显优势和优良的工艺性能受到了欧美铸造界的广泛承认和接受。

与树脂发展的同时，相应地发展了有关的工艺设备。完全按树脂砂特点设计的各种新型混砂机，砂温控制装置，旧砂再生装置，造型及制芯设备等相继问世，并不断有所改进。

由于树脂砂的应用，很大程度上改变了铸造生产（特别是单件小批量生产）车间和制芯车间的面貌，它已被各国公认为未来发展的方向。美国、日本和瑞士等国已经采用树脂自硬砂铸造出单件达几十吨或上百吨的铸件。世界各国汽车铸造厂都已采用树脂砂制芯，型芯最薄处达2mm，铸件最薄壁厚可达3.5mm。

我国20世纪50年代中期研究过覆膜砂，20世纪60年代开始应用热芯盒，20世纪70年代末、80年代初研究开发呋喃树脂自硬砂的成套工艺技术，但广泛采用树脂砂还是改革开放以来随着铸件出口的增加和确定机械、汽车作为支柱产业的近20年间。