树脂粘结剂和砂工艺性能的关系研究

热芯盒工艺用树脂有呋喃树脂和酚醛树脂,大多数是以脲醛、酚醛和糠醇改性为基础的一些化合物,根据所使用的铸造合金及砂芯的不同以及市场供应情况进行树脂的选择。常用的呋喃树脂有:

(1)脲呋喃(UF/FA)树脂 脲呋喃树脂是用糠醇改性的液态脲醛树脂,是应用最广泛的一类树脂。热芯盒法用脲呋喃树脂中含氮的质量分数,用于非铁合金铸件有高达18%以上的。国内一般铸铁件常用的呋喃I型树脂的氮的质量分数高达15.5%；国外常用的为9%～14%。有些质量要求高或较复杂的铸铁或非铁合金铸件,要求树脂的氮的质量分数为5%～8%,甚至更低,这时常采用脲酚呋喃树脂或采用酚脲醛树脂。

(2)酚呋喃(PF/FA)树脂 酚呋喃(PF/FA)树脂是用糠醇改性的液态酚醛树脂,由苯酚、甲醛和糠醇三种单体缩合而成。在酚呋喃树脂中,增加糠醇含量可提高砂芯强度,减小脆性,改善硬透性,延长树脂贮存期,扩大适应性,但成本将有所提高。此类树脂不含氮,或含极少量的氮,主要用于制造铸钢和球墨铸铁件,硬透性较脲呋喃树脂稍差。我国的呋喃Ⅱ型热芯盒树脂属于这类树脂中的一个品种。

(3)脲-酚呋喃共聚物(UF/PF/FA)由糠醇、苯酚、尿素和甲醛缩聚而成。由于加入了脲醛,从而改善了酚呋喃树脂的硬化性能。此类树脂中氮的质量分数在1.0%左右的,常用做铸铁、铸钢件用砂芯的芯砂粘结剂；含氮量高的这类树脂主要用于铸铁件,也可用于非铁合金铸件。

各种树脂的性能,主要取决于树脂中尿素、苯酚、糠醇的含量及甲醛的摩尔比,同时也取决于树脂的合成工艺。各种原料的增减对热芯盒树脂砂工艺性能的影响见表5-66。(www.xing528.com)

表5-66 树脂原料对树脂砂工艺性能的影响

①树脂成本为一类树脂对另一类树脂的价格比。以脲醛为1.0,则酚醛为1.5,糠醇为2.75。