呋喃树脂砂在铸造生产中的应用及质量控制

尹承国，张 明

山东安信机械制造有限公司，山东泰安 271619

呋喃树脂砂在铸造生产中的应用及质量控制

尹承国，张 明

山东安信机械制造有限公司，山东泰安 271619

呋喃树脂砂是近20年来发展最快的铸造工艺之一，用呋喃树脂砂生产的铸件，尺寸精确、表面光洁、棱角清晰、废品率低，并能节约造型工时、提高生产效率、改善劳动条件和成产环境。2007年，山东安信机械制造有限公司对铸造车间进行技术改造，建立了一条树脂砂生产线，再该条生产线正式投产前，通过对员工进行系统的技术培训，制定相关的规章制度和操作规范，顺利实现了由水玻璃砂生产工艺向树脂砂生产工艺的转变。本文对铸造生产各工序的过程控制作一简单阐述。

呋喃树脂砂；铸造；生产；质量控制

1 铸造工艺的控制

呋喃树脂砂的特点是瞬间发气量大，高温溃散性好，易产加成气孔、夹渣和冲砂缺陷，在设计浇注系统时，应坚持快速、平稳、分散的浇注原则，浇注系统的截面积要比粘土砂工艺稍大一些，内浇道要分散放置。

树脂砂强度高、刚性好，铸件不容易产生缩孔缺陷，故应采用相对较高的浇注温度，以避免出现气孔和夹渣缺陷，厚大铸铁件的浇注温度也不应低于1 320℃。

2 砂型质量的控制

2.1 原材料的选择及要求

2.1.1 原砂

树脂砂工艺对原砂的要求很高，原砂的粒度应根据主要产品的壁厚来确定，由于我公司主要以生产薄壁铸件为主，且未配备原砂烘干设备，故选用了粒度为50/100目的烘干擦洗砂。

2.1.2 树脂、固化剂

国内成产树脂、固化剂的厂家很多，但具有自主研发能力、具备完善的检测设备和严密可靠的质量保证体系的厂家屈指可数。经检验、对比，我们选用了济南圣泉集团股份有限公司生产的环保型呋喃树脂和磺酸固化剂，树脂加入量一般为原砂重量的1.0%～1.2%。

3 型砂工艺参数的控制

3.1 可使用时间

在生产过程中，我们将型砂表面开始固化的时间作为型砂的可使用时间，一般情况下，型砂的可使用时间应控制在6～10min，对于大型铸型或砂芯，可使用时间可延长15min，通过调整固化剂的加入量来控制型砂的可使用时间。

3.2 型砂强度

初强度：是指型砂在1h的抗拉强度，型砂的初强度应控制在0.1～0.4MPa。

终强度：是指型砂在24h的抗拉强度，型砂的终强度应控制在0.6～0.9MPa，决不要追求过高的终强度，否则会增加树脂的加入量、生产成本、气孔缺陷倾向，同时也会给旧砂再生处理增加麻烦。

3.3 再生砂的质量控制

3.3.1 灼烧减量的控制

灼烧减量过高会增加型砂的发气量，一般应将再生砂的灼烧减量控制在3%以下。

3.3.2 微粉含量的控制

微粉含量越高，型砂的透气性越差，强度越低。要控制微粉含量，必须保证除尘器处于良好的工作状态，并每天定期反吹布袋，清理灰尘。再生砂的微粉含量每两周检测一次，微风含量应≤0.8%。

3.3.3 砂温的控制

理想的砂温应控制在15～30℃，如砂温超过35℃，将使型砂的固化速度急剧加快，影响操作，导致型砂强度偏低，无法满足生产要求。

4 造型过程中的质量控制

4.1 混砂过程的质量控制

开机前应检查压缩空气压力是否满足使用要求，液料罐中的液料是否足够，并规范要求对设备进行检查、润滑和液料回流。按规范要求振打、反吹除尘布袋，及时清运除尘器中聚集的粉尘。当混砂过程出现异常时，应及时通知维修人员检修。

4.2 填砂过程的质量控制

潮湿的砂箱在使用前应进行烘干。造型前，应将模底板垫平、垫实，避免造型填砂时底板变形。当砂箱表面温度≥40℃时，严禁造型填砂，否则与砂箱相接触的型砂会因固化速度过快，导致型砂强度急剧下降。树脂砂虽然有良好的流动性，填砂时，仍应用手或木棒对砂型进行紧实，以提高铸型的紧实度。

4.3 涂料涂刷过程的质量控制

由于树脂砂的高温溃散性好，对涂料的刷涂质量要求很高，如果涂料层不致密或涂料附着力不强，将极易造成冲砂或粘砂缺陷。因此，刷涂料时涂料层应致密，尤其要保证浇注系统和铸型侧面的刷涂质量。

5 熔注过程的质量控制

为了保证铁液的熔炼质量，采用电弧炉和工频电炉双联熔炼工艺，用化学分析现场测定铁液的化学成分，确保铁液成分符合工艺要求。为了提高灰铸铁的强度、降低铁液的收缩倾向，在配料时应加大废钢的使用量并在电炉内用增碳剂增碳。

因树脂砂发气量大，极易产生气孔和夹渣缺陷，故对熔注操作过程应严格控制，应坚持“高温熔炼，适温浇注”的原则。

6 清理过程 的质量控制

应按工艺要求严格控制开箱时间，避免因开箱时间过早导致铸件变形，开箱时，要精心操作，及时将定位销套、冷铁和芯铁管捡出。

对于非全面加工的铸件，在清铲、打磨及热处理工序完成后应进行二次抛丸清理，清理后的铸件内外表面不应有粘砂、夹渣、氧化皮、铁锈以及其它异物存在；抛丸清理后应将铸件中的铁丸清理干净。

7 落砂、再生过程的质量控制

为了避免损伤铸件和砂箱，不允许将铸件带入落砂机，应尽量避免砂箱与落砂机台面的剧烈撞击，应及时将落砂机上的浇冒口、冷铁、定位销套等杂物清理干净。落砂时应避免将砂温≥150℃的砂型带入落砂机，以免损伤输送皮带。

如果砂温调节器的工作效能有所降低，就应该用压缩空气对砂温调节器进行反吹，将散热片上粘附的灰尘和杂物清理掉，必要时要对砂温调节器的水路系统进行除垢处理。

8 存在的问题及对策

我公司产品种类繁多，这些产品绝大多数都已经采用底板造型，由于每个项目所需要的产品种类和生产数量不尽相同，故需频繁倒换模样，模样的查找、拆装、定位十分费时，定位精度和生产进度不易保证。针对这种情况，我们建立了由计算机管理的模样台帐，对模样底板进行编号，模样存放实行定置管理，并改进了底板结构及模样的定位和划线方法，使模样的定位精度和生产效率显著提高。

虽然我们制定了大量的管理制度和操作规范，但由于操作者的技术水平和责任心参差不齐，对树脂砂的生产特性认识不足，操作随意性较大，违规操作现象时有发生，因操作不当造成的废品占到了总废品重量的1/3。为解决该问题，我们重新制定了质量管理条例，加大处罚力度，设置了专职的造型过程检验员，对造型生产过程和铸件清理过程进行监督、检查，目前，违规操作现象有所减少。

为保证冬季造型生产的正常进行，应将填砂、造型时的砂箱温度控制在10～20℃。

9 主要经济效益情况

自2007年11月至2009年10月，车间共生产铸铁件1000余吨，产品综合废品率由原来的4%降至现在的2%，为车间创造经济效益100万余元，同时，铸件表面质量得到了很大提高，为整机的最终质量提供了可靠保证。

10 经验和体会

没有必要可以加大树脂砂用模样的起模斜度，只要模样表面光滑、平整，按规矩使用脱模剂，在掌握好起模时间的前提下，就能顺利起模。

在生产过程中如发现废品或铸造缺陷，应及时找出原因，对症下药，管理人员和技术人员应现场跟踪，保证各项改进措施能落实倒实处。

利用统计技术，及时汇总与产品质量相关的质量记录和信息，对产品的质量状况每周进行公布、每半年进行小结、每年进行总结。通过这种方式使广大员工与各级管理人员能及时了解生产过程中存在的质量问题，并通过加强现场管理和过程控制，逐步提高员工的质量意识，变被动管理为主动管理，通过提高生产过程的操作质量来保证产品的内在质量和表面质量。

TG2

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1674-6708（2010）22-0165-02