呋喃树脂砂铸件技术分析及改造研究

翟传伟

0 前言

在现代铸件工艺技术中，随着工艺技术的不断发展，铸件质量日益提高，能够满足不同领域的应用需求。当前，呋喃树脂砂铸件技术凭借质量好、废品率等优势，获得了广泛应用。但是，在呋喃树脂砂铸件中，呋喃树脂砂缺陷是影响铸件质量的重要因素。如呋喃树脂砂强度不够、透气性不佳等，都会对铸件质量形成直接影响。因此，呋喃树脂砂铸件技术的优化与改进，对于提高呋喃树脂砂铸件质量十分重要。本文立足对呋喃树脂砂铸件技术的分析，就如何实现呋喃树脂砂铸件技术改造发展，做了如下具体阐述。

1 强度控制：科学控制树脂量，合理选择硅砂粒度

在呋喃树脂砂铸件的过程中，树脂砂的强度控制尤为重要，直接关系到铸件技术工艺的有效性。树脂砂强度与树脂加入量、硅砂力度直接相关。因此，从树脂强度出发，呋喃树脂砂铸件工艺技术的改造，主要涉及两个方面：

1.1 科学控制树脂量

研究发现，若树脂加入量过少，导致铸件强度过低，易形成冲砂等铸件问题；若树脂加入量过多，则会因为强度过大，形成较大的发气量，造成气孔缺陷。如图1 所示，是不同树脂加入量下的强度变化情况。从中可以知道，随着树脂加入量增加，其强度也随之增大。但是，添加量在1.5%之后，其强度增强幅度下降。这就提示，随着树脂加入量的增加，在加入一定量之后，过多的树脂会增加砂粒表面黏结剂膜的厚度，这就会导致相关强度的下降[1]。因此，在呋喃树脂砂铸件的技术控制及改造中，应注重树脂量的加入。

（1）树脂加入量应控制在0.8%～1.5%。从图1 可以知道，在树脂加入量1.5%之后，强度的增加幅度明显减缓。这提示，虽然树脂量的增加，会逐步提高其强度，但强度提高的同时，也会导致黏附性的下降，反而影响到呋喃树脂砂铸件的质量。因此在呋喃树脂砂铸件的技术改造中，关键在于强化对树脂的加入量控制，不仅可以保障强度，同时降低铸件成本。

（2）树脂加入量应注重铸件性能需求。由于铸件性能的不同需求，以至于在树脂加入量的控制方面有所不同。因此需要针对实际需求情况，在强度与成本的综合考量中，做到树脂加入量的科学控制。一般情况之下，在树脂低于0.8%的情况之下，铸件强度低于3 Mpa，这种强度下的铸件性能较弱，强调在铸件性能的控制中保障技术有效改造[2]。

1.2 合理选择硅砂粒度

在呋喃树脂砂铸件的过程中，硅砂粒度也是影响铸件质量的重要因素。实质上，硅砂粒度主要涉及硅砂的颗粒大小和分布。如图2 所示，不同硅砂粒度下的强度变化情况。从图2 可以知道，40/70 目强度的硅砂强度最高，并且在3 筛状态下的强度最佳。因此在呋喃树脂砂铸件中，为更好地提高铸件的强度性能，一般选择3 筛的40/70 目硅砂，这不仅可以保障铸件强度，也可以降低工艺成本。

图2 不同硅砂粒度下的强度变化情况

2 科学控制工艺参数：固化强度、固化时间等控制

在呋喃树脂砂铸件工艺技术中，相关工艺参数的科学控制关系到铸件质量。特别是固化强度、固化时间等的有效控制，能够更好地提高工艺技术效果，这是呋喃树脂砂铸件技术改造的重要内容，也是工艺参数的控制重点。因此具体而言，主要在于科学控制以下工艺参数。

2.1 固化强度控制，解决铸件气孔问题

在呋喃树脂砂铸件中，固化强度主要分为初强度、终强度。其中，初强度为固化后1 h 的抗拉性强度。则对于呋喃树脂砂铸件质量控制尤为重要，是终强度形成的重要基础。而终强度则是在固化后24 h 的抗拉性强度，其强度需要控制在0.9 Mpa左右。对于呋喃树脂砂铸件而言，并非固化强度越高越好，终强度的控制需要基于实际需求，而且固化强度的增加，需要增加呋喃树脂砂，这不仅会增加相应的铸件成本，同时在过量呋喃树脂的状态之下，极易出现铸件气孔情况，这反而会对固化强度有所影响[3]。因此，合理的固化强度的控制，有助于解决铸件气孔问题，保障铸件工艺质量。

2.2 固化时间控制，提高铸件模型质量

在一般情况之下，呋喃树脂砂铸件的固化时间有严格要求，这是确保铸件质量的重要基础。但是，从实际操作来看，在一些呋喃树脂砂铸件的过程中，由于固化时间控制不合理，导致自行硬化强度不够，对铸件质量形成较大影响。因此在呋喃树脂砂铸件的过程中，一是要科学控制固化时间，一般是在24 h 之内，树脂自行硬化，并且在24 h 内强度达到最高值，这点对保障固化强度尤为重要；二是在固化过程中，需要在控制的时间内，对铸件模型质量进行有效控制，特别是在浇注与造型的过程中，期间的间隔有着严格的控制，应在24 h 内完成，这关系到呋喃树脂砂铸件的整体质量。

2.3 控制吃砂量，科学降低砂铁比

呋喃树脂砂铸件的强度与吃砂量有关。吃砂量越多，则呋喃树脂砂铸件的强度越低。反之，吃砂量越少，呋喃树脂砂铸件的强度越高。也就是说，在呋喃树脂砂铸件质量的控制中，其相关工艺技术的改进尤为重要。首先，针对铸件性能需求，科学合理的控制砂铁比，有效提高铸件的强度，同时降低了固化剂的使用，这对于避免铸件气孔缺陷起到重要作用；其次，在过低的砂铁比之下，铸件在浇注中会出现跑火现象，这对铸件质量及安全性有一定影响；再次，在吃砂量的控制过程中，应在科学合理的控制范围之内适当降低砂铁比。研究提示，在砂铁比增加的情况之下，LOI 值也会出现升高，这就极易造成气孔缺陷的出现[4]。因此，在呋喃树脂砂铸件技术的改造中，科学合理降低砂铁比，有助于提高吃砂量控制。

3 透气性控制：科学控制紧实度，提高可操作性

在呋喃树脂砂铸件的技术控制中，透气性控制尤为重要，是影响铸件性能的重要因素。因此在呋喃树脂砂铸件技术改进中，需要强化对紧实度的科学控制，并且在可操作性方面，提高铸件技术特性，满足铸件质量控制需求。从试验研究来看，科学控制相关工艺参数，是铸件技术工艺审计的重要内容，关系到呋喃树脂砂铸件改造质量。

3.1 科学控制紧实度，提高铸件强度

由于透气性是影响呋喃树脂砂铸件强度的重要因素，为更好地实现技术改造，需要对其紧实度有效控制。在呋喃树脂砂铸件技术控制中，在条件允许的情况之下，科学控制紧实度，能够通过减少树脂砂粒的间隙，实现强度的提高[5]。因此在铸件技术改造中，需要通过紧实次数与强度之间的关系表现，有效控制技术工艺特性，在提高铸件强度的过程中，避免铸件加工出现气孔等缺陷问题。

3.2 提高可操作性，降低参数影响

在铸件技术控制中，可操作性的提高，直接关系到呋喃树脂砂铸件的质量控制。

（1）可使用时间。可使用时间是控制铸件质量的重要技术参数。从研究数据显示，可使用时间的有效控制，直接关系到树脂砂的抗压强度的增长性。一般情况之下，在砂温、环境温度等的要素控制中，应强化对固化剂加入量的合理配比，在有效缩短可使用时间的同时，保障铸件的工艺质量[6]。

（2）树脂砂起模时间。起模时间比可使用时间的比值越小越好，这样既能有充足时间完成流沙操作，又能提高生产效率，可以提高铸件的综合经济效益。

4 结束语

综上所述，在呋喃树脂砂铸件技术的应用及构建中，对相关工艺技术的控制是保障铸件质量的重要基础。在本文研究中，呋喃树脂砂铸件技术工艺涉及诸多方面，实现技术工艺的有效改造，关键在于立足铸件性能需求，通过强度控制、透气性控制及工艺参数控制等措施，全面提高呋喃树脂砂铸件工艺性能，是呋喃树脂砂铸件技术发展的内在需求，也是工艺技术改造的重要出发点。在铸造工艺技术不断发展的当前，铸件技术的升级改造，需要针对铸件特性，在高质量控制中，切实保证呋喃树脂砂铸件质量。