樹脂砂的鑄造設備及工藝簡析

摘要：隨著科學技術的進步，社會經濟的發展，我國的機械設備鑄造水平也得到了快速的提升，其中樹脂砂鑄造設備是近代發展起來的一種先進可靠的鑄造設備。隨著國內市場對機械鑄件需求增長，國際市場需求也逐漸擴大，對機械工業產品質量要求升級。本文首先介紹了鑄造工藝中樹脂砂的選用，然后對國內使用的樹脂砂鑄造設備進行了闡述，進而對其操作流程進行了詳細分析，以期對有關工業起到幫助作用。

關鍵詞：樹脂砂;鑄造設備;操作流程

一、樹脂砂在鑄造中的選擇

1、對樹脂砂的特性進行深入了解

機床鑄件選用樹脂砂時，除了要對各種樹脂的性能、價格和市場供應條件有大概的了解，還要分析各種硬化方式的適應性，然后才能根據合金種類、鑄件特征、生產批量和工廠的實際條件選定適用的樹脂和合理的工藝參數。

2、原砂的選用需質量過關

要注意原砂的化學成分和粒度，在采用樹脂砂時，原砂對樹脂砂性能的影響將非常突出。除了需要考慮原砂的化學成分和粒度外，還必須對其粒度組成、顆粒形狀、表面特征和需酸量等因素的影響有深刻的認識，并根據需要進行合適的選取。

二、我國樹脂砂鑄造設備

1、混砂機

樹脂砂混砂機是指：用于鑄造企業混制樹脂型砂、芯砂的一種可連續作業的砂子混合機器，該機器是用液態固化劑和液態樹脂連續混制造型或制芯用的樹脂自硬砂混砂機。

樹脂砂混砂機可分為：雙臂樹脂砂混砂機和單臂樹脂砂混砂機，就目前國內使用情況來講，樹脂砂混砂機一般指的是雙臂樹脂砂混砂機，如圖所示：

樹脂砂混砂機特點是可由二級自由回轉的攪籠組成，第一級為輸送攪籠，輸送原砂;第二級高速混砂攪籠，高速混砂。液態樹脂和固化劑均在第二級攪籠噴入，先噴入固化劑，滯后一個時間再噴入樹脂。

2、樹脂砂混砂機的組成

樹脂砂混砂機主要由低速輸送攪籠、高速混砂攪籠、底座、砂料斗、液料輸送系統、氣管路系統、電控操作系統及砂定量系統組成，關鍵部件即為一個可向左右方向全部打開的，便于清理的高速混砂攪籠殼體。混砂攪刀表面均堆焊有耐磨材料、混砂攪刀的排布均有一定的角度，在使用過程中當發現有變化時應該停機進行角度的調整。由于樹脂砂混砂機以固化劑做為硬化劑而固化劑是一種弱酸，具有一定的腐蝕性在添加過程中注意做好防護措施。

樹脂砂混砂機用于輸送固化劑的計量泵也要求耐強腐蝕，建議選用意大利OBL原裝進口機械隔膜泵，如下圖所示：

三、樹脂砂鑄造的操作流程

1、準備再生砂

要準備滿足工藝要求的再生砂。特別要注意控制好進入混砂機時的再生砂的溫度最好在25-35℃。

2、控制砂、樹脂、固化劑的加入量

（1）根據砂流量調整樹脂的加入量樹脂加入量一般控制在型砂重量的0.8～1.2%;

（2）根據混砂機的設定要求在正常的生產情況下至少每四天進行一次流量測定;

（3）嚴格按《混砂機操作規程》進行混砂機的日常維護保養特別是要及時清理攪籠內的葉片和內壁。

由于型砂易緊實，潰散性好易清理等，大幅度降低了工人的勞動強度，為實現機械化生產創造了條件。工人的工作條件和環境得到改善，如減輕了噪音、矽塵等。

5、有利于生產周期的縮短，提高生產效率

由于樹脂砂流動性好，易緊實，從而節省了大量的搗固緊實工作量，使造型操作大大簡化;在起模時，由于鑄型強度高，減少了起模后修型工作量;由于不用烘干，節約了工時和場地;舊砂回收后干法機械再生，使砂處理為封閉系統，便于機械化，可以節約大量舊砂處理，型砂混制、運輸等輔助勞動。

五、樹脂砂鑄造控制

1、模具工藝控制

（1）拔模斜度。采用樹脂砂造型時，應根據生產實際和產品結構加大模具的拔模斜度，能順利的起模，得到質量較好的鑄型。

（2）模具表面。樹脂砂鑄件的表面粗糙度受模具表面粗糙度影響很大，所以降低模具表面粗糙度，是生產高品質鑄件的重要措施。

（3）加工余量。硬化后的樹脂砂鑄型有較好的剛度和較高的尺寸精度，且不易變形，所以在選擇工藝參數時，可以選取較小的機械加工余量，從而減少金屬溶液的消耗和機械加工的成本，從而可以提高鑄件的尺寸精度。

2、砂溫的控制

樹脂在固化劑的催化作用下逐漸發生交聯反應而自行硬化，固化劑的催化作用受溫度的影響較大，溫度升高催化作用加速，溫度下降，催化作用減慢，因而樹脂自硬砂在硬化過程中，硬化反應的速率與砂溫有密切的關系，同時硬化反應速率對硬化后鑄型的強度有著重要的影響。因此，為了滿足鑄型強度，在生產過程中需要對砂溫進行嚴格控制。

3、固化劑控制

固化劑加入量的確定，需要根據其占樹脂的比例來計算。如果在固化劑加入量一定的情況下，固化劑酸值愈高，樹脂砂硬化速率愈快，反之，愈慢。

參考文獻：

[1]周恩俊;周軍;劉洪;楊棣華;許鵬飛.小型鑄造廠樹脂砂工藝分析與研究[J].2014（第24屆）重慶市鑄造年會論文集，2014-04-21

[2]陳家能;陳華江.樹脂砂鑄造法的工藝應用實踐與研究[J].鑄造技術，2007-05-15

[3]屈銀虎;姜鑫.樹脂砂實型鑄造工藝的研究[J].鑄造技術，2003-09-30

3、檢查、整理模具

（1）熟悉工藝文件和工藝裝備;

（2）檢查模具芯盒是否齊全清除模具芯盒表面存在的多余殘留堆積物;

（3）檢查模具芯盒是否存在缺角、變形尺寸是否符合圖紙要求;

（4）所有模具芯盒均刷好脫模劑后使用。

4、加砂與舂實

（1）冷鐵、活塊、澆冒口模樣以及泥芯的出氣必須根據工藝要求正確擺放;

（2）啟動除塵器后開動混砂機單攪籠混砂機應注意先去掉頭砂后再進行放砂操作;

（3）中小件可以從模樣上放砂，放砂時應注意防止冷鐵和活塊的移動，并注意拐角、凹槽部位用木棒搗實;

（4）由于樹脂砂的流動性非常好，舂實只要求速度快，但不必過分用力;

（5）待砂放滿后刮平砂箱和芯盒并氣針扎氣孔。

5、加砂塊或其他填充物

6、起模、修型與刷涂料

（1）幾分鐘后樹脂砂略有變色發黏可拔出冒口、直澆口、出氣棒等;

（2）確定起模時間的;

（3）起模后砂型放置。起模后的砂型應放在一個指定的地方;

（4）起模后需要對起模后破損的部位進行修補;

（5）刷涂料是樹脂砂造型過程的關鍵環節，直接影響著鑄件的表面質量。

四、樹脂砂鑄造工藝優點

1、能夠對資源形成有效節約

由于不需要烘窯和水力清砂，提高了鐵水成品率，大大降低了壓縮空氣消耗，從而減少水、電、煤的使用。并且由于舊砂再回收利用很容易，再生回收率能達到90―95%，所以在節約新砂、減少運輸、防止廢棄物公害等方面效果顯著。

2、鑄件尺寸具有很高的精度

由于鑄件是在砂型固化后起模，這就有利于減少了因起模前松動模樣和起模時碰壞砂型引起的變形;還有在鑄造過程中不需修型，最大限度的減少了不必要的修型引起的變形;再有模型不需要烘烤，消除了因烘烤造成的鑄型變形。從鑄件的構造來看，鑄型強度高、表面穩定性好，所以芯頭間隙小、分型負數小，減少了下芯、配模過程中鑄型的破損和變形，保證了配模精度。

3、有效降低廢品率

因為樹脂砂型成型性好、強度高、發氣量較其它有機鑄型低、透氣性好，熱穩定性好、可以大大減少鑄件的粘砂、夾砂、砂眼、氣孔、縮孔、裂紋等鑄件缺陷，從而降低廢品率，可以制造出用粘土砂難以做出的復雜件、關鍵件。

4、改善工作環境，促進機械化