呋喃樹脂砂鑄件技術分析及改造研究

翟傳偉

0 前言

在現代鑄件工藝技術中，隨著工藝技術的不斷發展，鑄件質量日益提高，能夠滿足不同領域的應用需求。當前，呋喃樹脂砂鑄件技術憑借質量好、廢品率等優勢，獲得了廣泛應用。但是，在呋喃樹脂砂鑄件中，呋喃樹脂砂缺陷是影響鑄件質量的重要因素。如呋喃樹脂砂強度不夠、透氣性不佳等，都會對鑄件質量形成直接影響。因此，呋喃樹脂砂鑄件技術的優化與改進，對于提高呋喃樹脂砂鑄件質量十分重要。本文立足對呋喃樹脂砂鑄件技術的分析，就如何實現呋喃樹脂砂鑄件技術改造發展，做了如下具體闡述。

1 強度控制：科學控制樹脂量，合理選擇硅砂粒度

在呋喃樹脂砂鑄件的過程中，樹脂砂的強度控制尤為重要，直接關系到鑄件技術工藝的有效性。樹脂砂強度與樹脂加入量、硅砂力度直接相關。因此，從樹脂強度出發，呋喃樹脂砂鑄件工藝技術的改造，主要涉及兩個方面：

1.1 科學控制樹脂量

研究發現，若樹脂加入量過少，導致鑄件強度過低，易形成沖砂等鑄件問題；若樹脂加入量過多，則會因為強度過大，形成較大的發氣量，造成氣孔缺陷。如圖1 所示，是不同樹脂加入量下的強度變化情況。從中可以知道，隨著樹脂加入量增加，其強度也隨之增大。但是，添加量在1.5%之后，其強度增強幅度下降。這就提示，隨著樹脂加入量的增加，在加入一定量之后，過多的樹脂會增加砂粒表面黏結劑膜的厚度，這就會導致相關強度的下降[1]。因此，在呋喃樹脂砂鑄件的技術控制及改造中，應注重樹脂量的加入。

（1）樹脂加入量應控制在0.8%～1.5%。從圖1 可以知道，在樹脂加入量1.5%之后，強度的增加幅度明顯減緩。這提示，雖然樹脂量的增加，會逐步提高其強度，但強度提高的同時，也會導致黏附性的下降，反而影響到呋喃樹脂砂鑄件的質量。因此在呋喃樹脂砂鑄件的技術改造中，關鍵在于強化對樹脂的加入量控制，不僅可以保障強度，同時降低鑄件成本。

（2）樹脂加入量應注重鑄件性能需求。由于鑄件性能的不同需求，以至于在樹脂加入量的控制方面有所不同。因此需要針對實際需求情況，在強度與成本的綜合考量中，做到樹脂加入量的科學控制。一般情況之下，在樹脂低于0.8%的情況之下，鑄件強度低于3 Mpa，這種強度下的鑄件性能較弱，強調在鑄件性能的控制中保障技術有效改造[2]。

1.2 合理選擇硅砂粒度

在呋喃樹脂砂鑄件的過程中，硅砂粒度也是影響鑄件質量的重要因素。實質上，硅砂粒度主要涉及硅砂的顆粒大小和分布。如圖2 所示，不同硅砂粒度下的強度變化情況。從圖2 可以知道，40/70 目強度的硅砂強度最高，并且在3 篩狀態下的強度最佳。因此在呋喃樹脂砂鑄件中，為更好地提高鑄件的強度性能，一般選擇3 篩的40/70 目硅砂，這不僅可以保障鑄件強度，也可以降低工藝成本。

圖2 不同硅砂粒度下的強度變化情況

2 科學控制工藝參數：固化強度、固化時間等控制

在呋喃樹脂砂鑄件工藝技術中，相關工藝參數的科學控制關系到鑄件質量。特別是固化強度、固化時間等的有效控制，能夠更好地提高工藝技術效果，這是呋喃樹脂砂鑄件技術改造的重要內容，也是工藝參數的控制重點。因此具體而言，主要在于科學控制以下工藝參數。

2.1 固化強度控制，解決鑄件氣孔問題

在呋喃樹脂砂鑄件中，固化強度主要分為初強度、終強度。其中，初強度為固化后1 h 的抗拉性強度。則對于呋喃樹脂砂鑄件質量控制尤為重要，是終強度形成的重要基礎。而終強度則是在固化后24 h 的抗拉性強度，其強度需要控制在0.9 Mpa左右。對于呋喃樹脂砂鑄件而言，并非固化強度越高越好，終強度的控制需要基于實際需求，而且固化強度的增加，需要增加呋喃樹脂砂，這不僅會增加相應的鑄件成本，同時在過量呋喃樹脂的狀態之下，極易出現鑄件氣孔情況，這反而會對固化強度有所影響[3]。因此，合理的固化強度的控制，有助于解決鑄件氣孔問題，保障鑄件工藝質量。

2.2 固化時間控制，提高鑄件模型質量

在一般情況之下，呋喃樹脂砂鑄件的固化時間有嚴格要求，這是確保鑄件質量的重要基礎。但是，從實際操作來看，在一些呋喃樹脂砂鑄件的過程中，由于固化時間控制不合理，導致自行硬化強度不夠，對鑄件質量形成較大影響。因此在呋喃樹脂砂鑄件的過程中，一是要科學控制固化時間，一般是在24 h 之內，樹脂自行硬化，并且在24 h 內強度達到最高值，這點對保障固化強度尤為重要；二是在固化過程中，需要在控制的時間內，對鑄件模型質量進行有效控制，特別是在澆注與造型的過程中，期間的間隔有著嚴格的控制，應在24 h 內完成，這關系到呋喃樹脂砂鑄件的整體質量。

2.3 控制吃砂量，科學降低砂鐵比

呋喃樹脂砂鑄件的強度與吃砂量有關。吃砂量越多，則呋喃樹脂砂鑄件的強度越低。反之，吃砂量越少，呋喃樹脂砂鑄件的強度越高。也就是說，在呋喃樹脂砂鑄件質量的控制中，其相關工藝技術的改進尤為重要。首先，針對鑄件性能需求，科學合理的控制砂鐵比，有效提高鑄件的強度，同時降低了固化劑的使用，這對于避免鑄件氣孔缺陷起到重要作用；其次，在過低的砂鐵比之下，鑄件在澆注中會出現跑火現象，這對鑄件質量及安全性有一定影響；再次，在吃砂量的控制過程中，應在科學合理的控制范圍之內適當降低砂鐵比。研究提示，在砂鐵比增加的情況之下，LOI 值也會出現升高，這就極易造成氣孔缺陷的出現[4]。因此，在呋喃樹脂砂鑄件技術的改造中，科學合理降低砂鐵比，有助于提高吃砂量控制。

3 透氣性控制：科學控制緊實度，提高可操作性

在呋喃樹脂砂鑄件的技術控制中，透氣性控制尤為重要，是影響鑄件性能的重要因素。因此在呋喃樹脂砂鑄件技術改進中，需要強化對緊實度的科學控制，并且在可操作性方面，提高鑄件技術特性，滿足鑄件質量控制需求。從試驗研究來看，科學控制相關工藝參數，是鑄件技術工藝審計的重要內容，關系到呋喃樹脂砂鑄件改造質量。

3.1 科學控制緊實度，提高鑄件強度

由于透氣性是影響呋喃樹脂砂鑄件強度的重要因素，為更好地實現技術改造，需要對其緊實度有效控制。在呋喃樹脂砂鑄件技術控制中，在條件允許的情況之下，科學控制緊實度，能夠通過減少樹脂砂粒的間隙，實現強度的提高[5]。因此在鑄件技術改造中，需要通過緊實次數與強度之間的關系表現，有效控制技術工藝特性，在提高鑄件強度的過程中，避免鑄件加工出現氣孔等缺陷問題。

3.2 提高可操作性，降低參數影響

在鑄件技術控制中，可操作性的提高，直接關系到呋喃樹脂砂鑄件的質量控制。

（1）可使用時間。可使用時間是控制鑄件質量的重要技術參數。從研究數據顯示，可使用時間的有效控制，直接關系到樹脂砂的抗壓強度的增長性。一般情況之下，在砂溫、環境溫度等的要素控制中，應強化對固化劑加入量的合理配比，在有效縮短可使用時間的同時，保障鑄件的工藝質量[6]。

（2）樹脂砂起模時間。起模時間比可使用時間的比值越小越好，這樣既能有充足時間完成流沙操作，又能提高生產效率，可以提高鑄件的綜合經濟效益。

4 結束語

綜上所述，在呋喃樹脂砂鑄件技術的應用及構建中，對相關工藝技術的控制是保障鑄件質量的重要基礎。在本文研究中，呋喃樹脂砂鑄件技術工藝涉及諸多方面，實現技術工藝的有效改造，關鍵在于立足鑄件性能需求，通過強度控制、透氣性控制及工藝參數控制等措施，全面提高呋喃樹脂砂鑄件工藝性能，是呋喃樹脂砂鑄件技術發展的內在需求，也是工藝技術改造的重要出發點。在鑄造工藝技術不斷發展的當前，鑄件技術的升級改造，需要針對鑄件特性，在高質量控制中，切實保證呋喃樹脂砂鑄件質量。