水玻璃砂和树脂砂造型制芯材料分析

无机粘结剂工艺具有加入量低(≤2.8%)，型砂强度高，（抗拉0. 5-1. 2Mpa），型砂硬透性好，硬化速度可调，型砂溃散性好，旧砂易于干法再生回用，回用率≥85%，生产成本低，无毒无污染，浇注出的铸件无裂纹及气孔缺陷，铸件质量和尺寸精度可与树脂砂工艺相媲美。因此，该工艺是一种先进可靠的工艺，预计会在国内铸造行业推广应用，将会取得明显的经济及社会效益。
目前铸造企业，面临环保要求越来越严和铸件利润低的双重压力，所以必须寻找新的出路，也就是说铸造企业必须追求以下四点：
1．生产的铸件质量好，铸造缺陷少。
2．劳动条件好，对生态环境污染少。
3．大限度地利用自然资源，节省能源。
4．生产成本低，生产效率高。
目前国内铸钢件生产用造型制芯工艺及材料现状
国内铸钢件用造型制芯工艺主要有两大类，无机类粘结剂系统以水玻璃砂工艺，
有机类粘结剂系统以树脂砂工艺为主，两种工艺目前的使用现状主发展前景如下。
一、普通水玻璃砂工艺
普通水玻璃砂工艺具有设备简单，操作方便、无毒味、成本底廉等特点，从50年代开始广泛地用于国内铸钢件的生产，尤其是C02水玻璃砂工艺。C02水玻璃砂工艺使用过程长期存在的主要问题：型砂强度低，冬季硬透性差，型（芯）溃散性差，铸件清理困难，旧砂废弃造成生态环境污染大等，这些问题严重制约了水玻璃砂工艺的应用及发展。
八十年代以来，水玻璃砂工艺相继出现了许多新工艺，如VRH-C02法，微波硬化法等，这些工艺在提高水玻璃的粘结力，降低加入量，改善溃散性方面对玻璃砂工艺的发展起了显著的作用，但是这些工艺在大量生产使用过程中也存在许多问题。
1.普通水玻璃砂工艺粘结剂和固化剂配套性差，型砂能较差，冬季硬化时间长、硬透性差、旧砂回用率低，再生砂综合性能差，难以实现生产线的批量生产。
2．VRH法和微波硬化法工艺：设备投资大，维修费用高，对铸件批量生产有一定限制。这些问题限制了水玻璃砂新工艺的大面积推广应用。
二、树脂砂工艺
八十年代后期，随着对铸件质量要求的提高，树脂砂工艺在国内外得到了大面积推广及应用，尤其是呋喃树脂砂工艺，有铸件质量好，尺寸精度高，型芯溃散好，旧砂回用方便，回用率高等特点，这些优点备受铸造工作者的青睐，但是，该工艺在使用过程中出现了许多新问题，铸件表面渗硫和型（芯）高温退让性差引起铸件出现裂纹，尤其是薄壁类铸钢件，加上生产成本高，环境污染严重，虽经广泛地开发研究，但是至今未能彻底解决这些问题，使得该工艺在铸钢件及球铁件的应用受到限制。
为了解决呋喃树脂砂生产铸钢件和球铁件产生裂纹的问题，铸造工作者发现了碱性酚醛树脂。
碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。
l、混砂、造型、浇注时散发的烟气少于以酸为硬化剂的呋喃树脂砂、以酸为硬化剂的甲阶酚醛树脂砂和以胺为硬化剂的尿烷树脂砂。
2、由于起模时型砂仍然保持一定的塑性，故起模性能好，型砂不易粘附在模具上，砂型表面比较光洁，模样上的起模斜度咆可较小。
3、二次硬化后，砂型的热稳定性较好，厚壁铸件表面上也很少出现脉状纹缺陷。
4、浇注后，在高温的作用下，碱性酚醛树脂自硬砂较易渍散，有利于防止形状复杂的铸钢件产生裂纹，同时也可使浇注后铸型的落砂性能改善。
碱性酚醛树脂自硬砂工艺存在以下不足之处：
l、粘结强度略低
碱性酚醛树脂自硬砂，硬化后的强度略低于呋喃树脂自硬砂，加入量应略多一些。实际加入量因对铸型的要求不同而异，一般在1.3--1.8%之间。加入量太低，铸型、芯子易于损坏，从而影响铸件质量；加入量太高，则影响起模，浇注后脱箱、落砂也比较困难。
2、浇注后铸件在铸型中的冷却速率较低铸件在铸型中的冷却速率较低，因此，铸钢件的热节易于产生缩孔、缩松之类的缺
陷，砂退让性虽然比呋喃树脂砂好，但还是不理想，铸件仍然产生裂纹缺陷。
3、砂再生效果较差
4、生产过程中，产生有机气体。、
因此，寻求开发一种新的工艺，兼顾树脂砂和水玻璃砂的优势，才能适应目前高质量，低成本铸钢件生产的需求，尤其是在市场经济条件下，企业追求效益，成本，质量，环保的今天。