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树脂砂工艺 
 第一章 / 概论 
            1 — 1 自硬呋喃树脂砂概念
            自硬呋喃树脂砂命名起源于英语 Furan No-Bake
            process，它表示以呋喃树脂为粘结剂，并加入催化剂混制出型砂，不需烘烤或通硬化气体，即可在常温下使砂型自行固化造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂”，甚至“树脂砂”。以下介绍两个基础概念。
            一、呋喃树脂概念
            由碳原子和其它元素原子 (如 O、 S、 N等
            )共同组成环叫做杂环、组成杂环非碳原子叫杂原子。含有杂环有机化合物叫做杂环化合物。所谓“呋喃”，是含有一个氧原子五员杂环有机化合物，它是表示一族化合物基础结构总称。在呋喃系中不带替换基杂环作为母体，叫做“呋喃”，它衍生物则依据母体来命名。呋喃本身在互业上并无什么用途，但它衍生物——糠醛和糠醇，却是互业上关键原料，它们是最关键呋喃衍生物，糠醛学名叫α——呋喃甲醛，糠醇学名叫呋喃甲醇。它们分子结构以下：含有糠醇树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂用呋喃树脂通常是用糠醇 (FA)和尿素、甲醛或苯酚等缩合而成 ,如尿醛呋喃树脂（
            UF/FA）、酚醛呋喃树脂 (PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂（ UPF－ FA)和甲醛——糠醇树脂 (F/FA)等。
            二、呋喃树脂硬化机理
            依据呋喃树脂组成不一样，分别能够经过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化（即“自硬”）呋喃树脂通常糠醇含量全部超出
            50%。其硬化机构很复杂，现在还未完全搞清楚，但基础树脂化反应包含了糠醇第一醇基和呋喃环第五位氢之间脱水缩合，另外呋喃环断裂生成乙酰丙酸，第一醇基间脱水生成醚和醛等等反应。图
            1－ 1为呋喃树脂粘结剂成份和代表性呋喃自硬树脂结构一例。
            • 早期阶段
            1 — 2 
            自硬呋喃树脂砂优缺点
            一、自硬呋喃树脂砂含有以下优点：
            1 ．铸件表面光洁、棱角清楚、尺寸精度高。
            这是因为树脂砂造型能够排除很多使型（芯）变形原因。如：（ 1）型砂流动性好，不需捣固机紧实，降低了模样（芯盒）伤损和变形；（
            2）砂型（芯）固化后起模，降低了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型（芯）引发变形；（ 3）无需修型，降低了修型时引发变形；（
            4）无需烘烤，降低了因烘烤造成铸型（芯）变形；（
            5）铸型强度高、表面稳定性好，故芯头间隙小、分型负数小，降低了下芯、配模过程中铸型破损和变形，确保了配模精度；（
            6）铸型（芯）硬度高，热稳定性好，能够有效地抵御浇注时型壁退让、迁移现象，降低了铸型热冲击变形（如胀砂等）；（
            7）型砂溃散性好，清理、打磨轻易，从而降低了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度损害。
            总而言之，因为在各个工序中全部最大程度地排除了影响铸型、铸件变形和损坏原因，所以树脂砂铸件铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比粘土烘模砂能够提升
            1— 2级，达成 CT7-9级精度和 1－ 2mm / 600mm平直度，表面粗糙度更大有改观。
            2 ．造型效率高，提升了生产率和场地利用率，缩短了生产周期。
            这是因为（ 1）、型砂流动性好，不需捣固机紧实，节省了大量捣固工作量，使造型操作大为简化；
            (2)铸型强度高，节省了起模后修型工作量；（ 3）型（芯）上醇基涂料点干后可省去烘干工序，节省了工时和场地；
            (4)旧砂回收后干法机械再生，使砂
            处理为封闭系统，便于机械化，能够节省大量旧砂处理，型砂混制、运输等辅助劳动；（ 5）型砂溃散性好，落砂轻易，修整工作量少、（
            6）节省了部分造型（芯）前准备工作量。如插芯固等。
            依据通常统计，用自硬呋喃树脂砂替换粘土烘模砂后，生产效率可提升 40— 100%，单位造型面积产量可提升 20— 50%。
            3 ．减轻劳动强度，大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪音、矽尘等，降低了环境污染。
            4 ．节省能源。这表现在取消了烘窑和水力清砂，提升了铁水成品率，大大降低了压缩空气消耗，从而在节水、节电、节煤（焦）等方面效果显著。
            5 ．树脂砂型 (芯 )强度高 (含高温强度高
            )、成型性好、发气量较其它有机铸型低、热稳定性好、透气性好，能够大大降低铸件粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺点，从而降低废品率，能够制造出用粘土砂难以做出复杂件、关键件。
            6 ．旧砂回收再生轻易，能够达成 90— 95%再生回收率。在节省新砂、降低运输、预防废弃物公害等方面效果显著。
            二、自硬呋喃铸型有部分缺点，应采取对应对策。
            1 ．对原砂要求较高，如粒度、粒形、 SI0 2含量、微粉含量、碱金属盐及粘土含量等全部有较严格要求；
            2 ．气温和湿度对硬化速度和固化后强度影响较大；
            3 ．和无机类粘结剂铸型相比，树脂砂发气量较高，如方法不妥，易产生气孔类缺点；
            4 ．因为硬化机理是脱水缩合型，故硬化反应需一定时间，模样周转率较低，不易适应于大批量铸件生产；
            5 ．和粘土砂相比，成本仍较高；
            6 ．对球铁件或低 C不锈钢等铸件，表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增碳，薄壁复杂铸钢件上易产生裂纹等缺点；
            7 ．浇注时有剌激性气味及部分有害气体发生， CO气发生量较大，需有良好通风条件。
            1 — 3 自硬呋喃树脂砂发展概况
            呋喃树脂最早作为铸型用粘结剂是 1958年在美国开始使用，当初是作为热芯盒
            粘结剂使用。把它作为自硬性铸型进行研究是 1963年－ 1971年在英国进行。
            这个期间从基础研究到生产大铸件全部作了扎实实用化研究。其结果，报导了用少许粘结剂能取得很高强度，铸型溃散性好，铸件尺寸精度高，生产效率提升等一系列优点。为取得今天这么发展奠定了基础。在欧美， 70— 80年代是自硬呋喃砂取得飞跃发展时期。在日本将自硬呋喃砂用于生产通常铸件是从1973年开始，约十年左右，全国多品种小批量中、大铸件生产中有一大半过渡到用自硬呋喃铸型来生产。这种发展趋势至今方兴未艾，尽管其它有机自硬铸型开发了更多个类，然而现在占首位仍然是自硬呋喃树脂砂。在中国，七十年代开始研究自硬树脂砂，但仅限于部分厂家和研究单位搞试验。从八十年代初，尤其是1982年以后，伴随改革开放政策落实，中国和国外合作生产工厂增多，不少合作生产外国厂家全部对铸件生产提出来用自硬树脂砂要求，不然无法合作。对中国来说，以出口产品为主，对铸件质量要求也越来越高。于是在这种社会生产发展新形势下，在国外树脂砂热推进下，迫使中国广大铸造工作者们认识到应用自硬树脂砂是造型工艺上一场革命，是提升铸件和机械产品质量关键路径，是振兴铸造行业改变后面貌必由之路，是机械产品跃入国际市场基础确保。所以八十年代中国铸造生产战线上形成了“树脂砂热”。因为自硬树脂砂最适合于多品种小批量中大铸件生产，所以机床行业、水泵行业、阀门行业和造船、石化等行业在树脂砂推广应用中走在最前面。迄今为止，据不完全统计，中国已引进树脂砂处理生产线不下五十家，中国有三大铸机厂（重庆、保定、漯河）已正式生产成套树脂砂设备。另外，生产原辅助材料厂家遍布各省，原辅助材料质量进步很快，有些已靠近或达成国外同类产品水平。事实表明用树脂砂工艺替换粘土烘模砂生产多个小批量中大铸件是以后中国铸造业界发展方向之一。
         第二章 自硬呋喃树脂砂原辅材料
            组成自硬呋喃树脂砂关键原材料有作为型砂骨料原砂，作为粘结剂用呋喃树脂，作为催化剂用酸类固化剂和作为添加剂硅烷偶联剂等，树脂砂造型中必需辅助材料有涂料、脱模剂、粘合剂、浇口陶管、分型剂等。原辅材料好坏对树脂砂铸件质量影响很大，本章对以上关键原辅材料作一简单介绍。
           2 — 1 原砂
            通常仍选择天然石英砂。对于部分高合金钢铸件或特殊需要情况下，也有选择铬
            矿砂或锆砂等特殊骨料。这里我们关键讨论树脂砂对石英砂要求。
            一、矿物成份和化学成份
            原砂关键矿物成份是石英（即 SiO 2）、长石和云母，还有部分铁氧化物和碳化物。石英比重 2.55，莫氏硬度七级，熔点
            1713℃，含有耐高温、耐磨损等优点。若原砂中石英（ SiO 2）含量高，则原砂耐火度和复用性全部好。
            长石是铝硅酸盐，常见有钾长石（ K 2O、 AI 2O 3、 SiO 2）钠长石（ Na 2O、 AI 2O 3 SiO
            2）和钙长石（ 2CaO、 AI 2O 3、 SiO 2） ,长石比重 2.54-2.76,莫氏硬度 6－ 6.5级，熔点 1100－
            1250℃，因其熔点低、硬度低、不耐磨、易粉碎，会降低树脂砂复用性和耐火度。
            云母是种含铝硅酸盐，有黑白云母之分，白云母成份为（ 3AI 2O 3、 6SiO 2、 H 2O）。云母熔点为 1145－
            1270℃，比重 2.7-3.2。硬度很低，极易破碎，它在砂中含量多少对原砂复用性很有影响。
            总而言之，在选择原砂时， SiO 2含量应尽可能高部分，不纯物要少，当然还和金属熔点和浇注温度，铸件壁厚等原因相关。通常来说，铸钢用原砂
            SiO 2含量应大于 95％，铸铁应大于 92％，有色金属能够低部分。杂质许可含量还和旧砂是否再生回用和下面谈到耗酸量相关。
            二、粒形和表面光滑度
            对于粒形，要求园形或类园形，砂粒表面应光洁平整，没有孔洞或裂纹。这么砂粒表面积小，砂粒表面涂上一层薄膜所需树脂量少些。
            通常见角形系数表示砂粒形园整度，人造石英砂即使 SiO
            2含量高，但粒形为多角形甚至尖角形，角形系数太大，需经研磨处理，通常不采取。天然砂中角形系数最小要算风积砂，如内蒙通辽一带大林标准砂，角形系数小于
            1.2，呈圆形。为了改善粒形，对原砂最好进行擦磨处理。现在中国唯一生产擦磨砂是江西星子砂矿。该矿对原砂经擦磨处理后，角形系数从
            1.47降低到 1.35，和此同时， SiO 2含量也从 93％（水洗砂）提升到 95％（ 45/75目）砂样抗拉强度也由 12.2Kg
            /cm 2增加到 16.3Kg /Cm 2。
            原砂粒形不仅影响树脂砂加入量，同时还影响到树脂砂流动性及紧实程度，砂粒表面空洞裂纹不仅无效消耗树脂，而且砂粒易碎，影响复用性及粒度保持性。
            三、粒度分布及微粉含量
            粒形相同原砂，以粒度较粗总表面积小，树脂用量少，透气性好，耐火度高。粗砂缺点是抗机械粘砂能力低。通常多选择 30/50目、
            40/70目为宜，为提升综合性
            能，本厂采取 30/70目标多筛号分布砂。
            微粉及含泥量严重恶化树脂砂性能。因为微粉表面积很大，消耗树脂及固化剂影响透气性及强度，原砂中泥份中碱土金属含量较高，据介绍细粉状比粒状耗酸值要大
            3— 10倍。通常要求原砂含泥量应小于 0.3%。
            四、含水量
            树脂砂硬化是放热反应，原砂含水量严重影响树脂固化强度和固透性，试验证实，含水量由 0.2%升高到 0.4%，型砂抗拉强度可从
            13.2kg /cm 2降低到 8.6kg /cm 2，固化时间也从 30分钟延长到 70分钟。国外通常要求原砂含水量小于
            0.1%，中国通常要求小于 0.2%。所以对树脂砂用原砂应进行干燥处理。
            五、 PH值和耗酸量
            原砂
            PH值对树脂砂固化速度及终强度有一定影响，因为树脂是在酸催化剂作用下脱水缩合固化，故当原砂碱性较强时，需花费额外酸固化剂。。砂
            PH值通常为 6.5－ 7.2，若使用海砂时， PH值为 9左右，耗酸量可达 17以上，其中贝壳和 CaCO
            3耗酸量远远超出了其它物质，不易固化，需经过淡水冲洗或擦洗，擦磨处理。前面也谈到 ,原砂中 SiO
            2含量降低时，长石、云母和其它杂质会增加，长石和云母两种矿物中全部含有碱金属化合物 Na 2O、 K 2O，钙长石和其它部分杂质中则含有
            CaO、 MgO等，全部是增加耗酸量成份。因为原砂中含有一些不溶于水碱性物质，所以砂不采取简单 PH值试验，而采取耗酸量试验。
            使用再生处理砂时，因为新砂加入量少，耗酸量影响较轻，但对于全部采取新砂树脂砂，耗酸量影响则不可低估通常应控制在 5以下。
            总而言之，树脂砂对原砂要求十分严格，国外尤其重视树脂砂原砂选择和处理。如日本宁可从遥远澳大利亚运砂中国现在比较适合于树脂砂用原砂有大林水洗砂，星子擦磨砂、东山沉积砂、平潭沉积砂等。表
            2— 1列举了部分树脂砂用原砂性能。

            表 2— 1 中国多个树脂砂用原砂性能
            生产厂家  名称  粒度、粒形  SiO2 含量 %  含泥量 %  耗酸值 ml  用 途
            星子型砂矿  擦磨砂  S24/45 （○ -□）  96.56  ≤ 0.1  <4.5  铸铁
              S28/55 （○ -□）  96.41  ≤ 0.1  <4.5  铸铁
              S45/75( ○ -□ )  94.89  ≤ 0.15  <4.5  铸铁
            大林型砂厂  水洗砂  55/100( ○ )  90.45  0.3  3.36  铸铁
              45/75 （○）  95.25  0.1     铸铁
              75/150 （○）  88.51  0.5     铸铁
            平潭精选硅砂厂  沉积砂  2S30/50 （○ -□）  96.02  0.3  3.45  铸铁
              3S50/100 （□ -○）  95.86  0.3  3.62  铸铁
              1S40/70 （□）  97.15  0.2  0.42  铸钢、高级铸铁
              1S50/100 （□）  97.10  0.2  0.44  铸钢、高级铸铁

            2 — 2再生砂
            对浇注后树脂砂经砂块破碎后砂粒，经过机械摩擦等方法将其表面残留固化树脂层去掉一部分处理叫树脂砂有再生处理。使用再生砂相关键经济意义，同时对铸件质量有一定好处。以下介绍再生砂几项关键性能。
            一、粒度改变
            旧砂反复再生回用后，在粒度改变上存在变粗和变细两种原因。前者是因为除尘去掉一部分细粒及微粉，砂粒表面残余有机物固化层等等；后者是因为砂粒破碎等。总来说当原砂耐破碎强度很好，二种原因基础能够抵销，使粒度分布改变不大。
            二、灼烧减量
            所谓灼烧减量（
            LOI）是砂中有机物残留量一个度量。旧砂回用中，每次混砂后有粘结剂积累，但浇注和再生和加入新砂全部可“冲淡”有机物残留量百分比，经过
            10次以上反复回用，可使旧砂中灼烧减量稳定在一定水平上，即这时每次加入粘经剂量和浇注、再生、新砂所降低粘结剂量相平衡。这时灼烧减量称为再生砂灼烧减量
            PK则：
            其中 B——每次混砂时粘结剂加入量（树脂和固化剂）
            R1 ——新砂添加量（ %）
            R2 ——浇注时燃烧去膜率（ %），取决于砂铁比 S/M
            R3 ——再生去膜率
            灼烧减量和铸型发气量成正比，所以灼烧减量高，则铸件易产生气孔缺点。对铸铁件，通常要将再生砂灼烧减量控制在 3.0—
            3.5%以下。铸钢则要求在 2.5以下。
            三、微粉含量
            这也是监测再生砂关键指标，微粉除了破碎砂粒以外最关键有再生时剥下树脂膜及涂料成份、燃烧过有机物灰尘，将大大增加灼减量、降低强度、影响透气性，所以再生砂必需经过风选或筛分，将微粉含量（底盘）控制在
            0.3%以下。
            四、其它
            再生砂和新砂相比，耗酸量大大降低，甚至呈负值。因为石英经过浇注时数次α
            β相变，和表面残留树脂缓冲作用，其热膨胀系数有所降低，有利于减轻铸件机械粘砂及脉纹。使用一样树脂，再生砂也比新砂强度高，再生砂水分含量也很低。相反含氮量将会增加。
            2 — 3呋喃树脂
            一、呋喃树脂分类
            1 、按树脂组成份类
            名 称  代 号  组 成
            脲醛—糠醇树脂  UF/FA  由尿素、甲醛、糠醇缩合而成
            酚醛—糠醇树脂  PF/FA  由苯酚、甲醛、糠醇缩合而成
            酚脲醛—糠醇树脂  UF/PF/FA  由尿素、苯酚、甲醛和糠醇缩合而成
            甲醛—糠醇树脂  F/FA  由甲醛、糠醇聚合而成
            2 、按糠醇含量分级（ UF/FA）
            级 别  FA 含量 %  含 N量 %
            高 呋 喃 树 脂  >80 — 100  0 — 3
            中 呋 喃 树 脂  >60 — 80  2 — 3
            低 呋 喃 树 脂  >40 — 60  5 — 11
            3 、按含氮量分级
            名 称  含 N量（ %）
            无 氮 树 脂  <0 ． 30
            低 氮 树 脂  0 ． 30-3． 0
            中 氮 树 脂  >3 ． 0— 6． 0
            高 氮 树 脂  >6 ． 0
            二、关键技术参数
            1 、糠醇含量
            用酸作催化剂呋喃树脂，含糠醇量通常在 50%以上。最常见是脲醛糠醇树脂。伴随糠醇含量提升，常温强度增大 ,强度最高，当 FA量为
            70— 80%时，常温强度最高。对于高温性能而言，随糠醇含量增加，呋喃砂热强度也对应提升。从图 2— 1所绘制曲线能够看出，在
            815℃时，不含糠醇脲醛树脂，其呋喃砂残留抗压强度约 3.5Kg /cm 2，在 1371℃时，脲醛树脂砂试样不到
            5分钟就溃散了，强度为零，当含
            40%糠醇时，强度就高多了。这就是为何对黑色金属选择高呋喃树脂，而有色金属只要用低色呋喃树脂即可原因。
            2 、含氮量
            当含氮量在某一范围内时，随含氮量增加，呋喃砂常温强度提升，当含氮量小于
            1%时，常温强度急剧下降。和此相反，含氮量增加，降低热强度。所以高氮树脂只能浇注有色金属件。含氮量增加易使铸件产生针孔，对于凝固区间较宽铸钢来说，对氮气针孔最为敏感，期望采取低氮或无氮树。对铸铁件而言，在旧砂回用情况下，也应选择氮含量
            <3.5%以下树脂。一定含氮量有利于降低呋喃树脂脆性，降低型砂膨胀，有利于降低铸件表面脉纹产生。从成本上来说，脲醛糠醇树脂中，脲醛价格较廉价，糠醇很贵，所以树脂中糠醇含量越高，脲醛百分比降低，树脂成本将提升。
            3 、游离甲醛
            自硬呋喃树脂合成时，甲醛用量对呋喃树脂性能有很大影响。有资料介绍，树
            脂中甲醛和尿素克分子比通常在 1.5— 2.5，当克分子比为
            1.8时型砂强度最高。伴随甲醛百分比增加，树脂中游离甲醛显著增加，硬化速度也加紧。但树脂中游离甲醛刺激性气味大，对人体健康不利，所以要求游离甲醛含量小于
            0.5-1.0%。中国卫生颁布“卫生企业设计卫生标准”（ TJ36-79）中要求车间空气中有害物质甲醛最高许可浓度为 3mg/m
            3。
            4. 粘度
            树脂粘度大小对树脂消耗量及混砂均匀性影响很大，假如树脂粘度太大，则原砂表面包复层就较厚，加入量低时不易均匀，这在连续式搅笼混砂机情况下更显得关键，通常呋喃树脂粘度应小于
            100CPS，搅笼用粘度最好小于 50CPS（ 25℃）糠醇含量提升可使树脂粘度降低。
            5.PH 值
            树脂反应过程中， PH值也是影响粘度原因。若 PH值过低，反应强烈，使树脂粘度增大，故 PH值不宜太小，另外，
            PH值低时，树脂固化程度较快，但终强度受一定影响，且树脂存放期也将缩短 .通常呋喃树脂 PH值取 6.5-7.5为宜 .
            6. 含水量
            自硬树脂含水量有一定限制 ,含水量多会降低树脂粘度和型砂固化速度 ,还影响型砂终强度及固透性 ,甚至影响铸件产生气孔缺点
            .另外水分还会促进加入树脂中硅烷偶联剂发生水解失效 .所以自硬树脂含水量在技术质量标准中有要求 ,通常高呋喃树脂应小于
            2%,中呋喃树脂小于 5%,低呋喃树脂小于 10%.
            中国自硬呋喃树脂多年来发展较快，表 2— 2列举了部分关键树脂厂和所产树脂技术参数及性能。
            表 2— 2 中国自硬呋喃树脂一览表
            生产厂  树脂型号  外观  粘度（ 20℃）厘泊  PH 值  糖醇含量 %  含氨量 %  游离甲醛
            %
            兴华化工场  五型（ 90-2）型  棕红色透明  <50  7.0 ± 0.5  90  <2  <0.5
            章丘县助剂厂  FL86-A 型  桔红透明  <20  6.5-7.0  90  <3  <1
            章丘县助剂厂  FL86-A 型  桔红透明  <20  6.5-7.0  90  <3  <1
             FL-3 型  棕红半透明  <20  6.5-7.0  80  <4.5  <2
             FL-2 型  棕红半透明  <25  6.5-7.0  70  <6  <3
            北京日化二厂  BFN-0  棕红色透明  ≤ 10  7 ± 0.5  95  0  0
             BZF-70  黄棕色     6.45  70  6  1.6
            范道有机化工厂  JY85-2  透明棕褐色  ≤ 50  6.5-7.0  85  <22  ≤ 0.5
             JY70-1     <30  6.0 -7.0  70  <3  ≤ 0.0
            辽阳有机化工厂  LF-2  透明红棕色  30-70  7.0 ± 0.5  80  3-5  <1
             LF-3  透明红棕色  20-40  6.5-7.0  85  ≤ 3  <0.5
            郑州油脂化学糖醇厂  F701-1  半透明  68  5.6  80  0  0.97
            2-4 固化剂
            自硬呋喃砂是以酸作为固化剂。常见有机酸有苯磺酸、对甲苯黄酸、二甲苯黄酸等，无机酸有磷酸、硫酸乙酯等。当磷酸作固化剂时，制好型芯吸湿性强，且磷酸在砂中轻易蓄水，只有在球铁或低碳不锈钢铸件
            情况下，为预防铸件表面渗
            S而少许采取磷酸，通常再生回用砂不采取磷酸做固化剂；硫酸腐蚀性强，配制时也有一定危险，即使固化速度快，但终强度不高，也有在砂中蓄积问题，只有在一次性使用自硬砂中，而且气温太低时才使用。通常全部是用有机酸坐固化剂。
            对甲苯磺酸是白色结晶粉末，溶于水或酒精中使用，依据其酸值和浓度不一样，通常适合于春、夏、秋季使用，二甲苯黄酸则适应性更强，依据其酸值和浓度不一样，十二个月四季全部可使用。固化剂技术参数关键有酸值、游离硫酸含量、粘度等。表
            2-3列出了中国部分关键商品固化剂技术参数性
            2-5 偶联剂—硅烷
            硅烷在树脂中关键是起加强作用。经过硅烷分子 Si（ OCII 2） 3基因，在一定条件下，它能和砂粒表面
            基产生缩合作用，释放出甲醇，形成硅氧键，这么硅烷和沙粒“连接”起来，另一端环氧基遇酸以后，环被打开，它和树脂分子活性基因反应连接起来，这么无机物沙粒和有机物树脂之间经过硅烷架桥作用被偶连起来了。所以树脂对硅砂（砂粒）表面附着强度大大提升了，所以树脂自硬砂使用机械强度也随之提升了。这种增强作用在低粘度高糠醇树脂中更为显著。
            中国用于自硬树脂砂硅烷偶连剂关键有以下三种硅烷衍生物：
            表 2-3 中国固化剂一览表
            生产厂  型号  外观  总酸度 %
            （以硫酸计）  游离硫酸
            %  粘度 ( 25 ℃ ）
            厘泊  使用季节
            卫东化工厂  FFD-GO3  深棕色油状液体  25.0-27.0  10.0 以下     秋、冬、春
             FFD-GO4  深棕色油状液体  18.5-21.0  1.5 以下     春、夏、秋
             FFD-GO7     25-27  4 以下     低温、高温
             FFD-GO6     29-31  10 以下     低温、高温
             FFD-GO9  棕色油状  26 ± 1.5  3.5 ± 1.0  60-80  低温、高温
            东风化工厂  PT-1  白色或灰白色晶体  ≥ 23  ≤ 2     10 ℃ 以上夏秋
             PT-2  白色或灰白色晶体  ≥ 30  ≤ 10     10 ～ -15℃冬春
             XY-1  浅棕色液体  ≥ 23  ≤ 2     10 ℃ 以上夏秋
            XY-2  浅棕色液体  ≥ 29  ≤ 10     10 ～ -15℃冬春
            （ 1） Y—氨丙基三乙氧基硅烷，商品名称为 KH550，加入量为树脂 0.2-0.3%，可使型砂强度提升 50%以上。
            （ 2） Y—缩水甘油丙基三甲氧基硅烷，商品名为 KH560，效果稍次于 KH550，加入量为树脂 0.3%。
            （ 3）苯胺甲基三乙氧基硅烷（南大 -42号）
            当硅烷加入量超出一定量以后，即使增加加入量仍能继续提升强度，但提升幅度将缓解多，加上硅烷价格昂贵，所以最好加入量为 0.2－
            0.3%即可。
            硅烷加入树脂后，随时间延长，会遇水分解，试验表明，加入一周后，其增强作用将降低
            70％，故通常全部是使用前临时加入为宜。国外也有将硅烷直接加入树脂内供给，六个月内硅烷作用仍不衰退，这和树脂质量和硅烷品种相关。
            2 － 6 多个辅助材料
            树脂砂对涂料要求较粘土砂高，首先，呋喃砂孔隙率高，而且有机粘结剂在高温下不能承受较长时间，这就要求涂料固体含量高，粉料粒度细，粉料及粘结剂耐火度高，抗爆热能力强等。
            从溶剂上分，涂料有水基、醇基两大类。醇基涂料能够省去烘窑，提升效率和面积利用率，水基涂料则成本低，树脂不会过烧，涂层质量高（流平性及涂层厚度好）。从耐火骨料主体来分，有黑色系、白色系（浅色涂料），现在看来，对铸铁件而言，以石墨为主黑色涂料仍是性能最好。最少面层涂料应使用石墨涂料，但需添加皓英粉以提升耐火度；粉料细度均应细于
            325目，方便于底层涂料有一定渗透深度，预防渗铁和脉纹。
            从制备方法上说，用球磨机甚至胶体磨混制涂料是现在较流行。表 2－ 4为临安造型材料厂生产多个铸铁涂料关键性能：
            表 2－ 4 多个铸铁涂料性能
            型 号  密 度  溶剂粘度  悬 浮 性 ％
            24 小时  发气量
            mL/g  急 热
            抗裂性  PH 值
            LD-101  1.3-1.4  乙醇 7－ 8  97  ≤ 20  无裂纹  8 － 9
            LD102  1.3-1.5  水 7－ 8  97  ≤ 15  无裂纹  8 － 9
            &#8226; 脱模剂
            树脂砂型（芯）起摸是在砂型（芯）初步硬化后进行，不象粘土砂那样能够松动一下模样。加上树脂，固化剂对模样有一定附着力或粘砂现象，所以假如不在模样上涂合适脱模剂，会给起摸造成很大困难，模样轻易被拉坏，型腔或型芯表面也会造成不光洁，较难修补，直接影响铸件尺寸精度和粗糙度，甚至造成粘砂或砂眼。
            本厂研制 ZLX—
            1型树脂砂脱模剂为不然性银色液体，易涂自干，离型性好，一次涂刷可耐用数十次，薄膜均匀且不蓄积，不影响模型尺寸精度，涂刷面积达 6—
            10M 2 /Kg，光亮银色还可预防漏涂，可普遍使用于木模、金属模、塑料模等。
            &#8226; 铸型修补胶粘剂
            树脂砂起模，下芯和搬运途中，砂型（芯）有时会有破损。它不能像粘土砂那样可进行简单修型操作，这就需要特殊粘合剂将破损部分粘到原处。本厂研制
            ZN—
            1型铸型修补胶粘剂含有没有毒、常温自硬、粘度和粘合强度高、硬化快、发气量小优点，采取塑料带小包装，使用方便，保留期长、用量省，除了能够用于树脂砂，水玻璃砂、油砂，含脂砂等砂型（芯）损伤修补外，也能够用于芯型组合及型芯、芯撑、浇口杯固定及作为芯头防呛火密封材。
            &#8226; 浇口陶管
            浇口陶管有φ 15—φ
            150等口径。分直管、弯头、三通等形状。应含有一定耐火度并可被锯断性能。直浇口和底注内浇口全部可采取。不仅能够简化造型分箱，且可预防浇口内冲砂等缺点，克服了深浇口刷涂料困难，使用时先将陶管按所需高度锯好或接长用胶纸贴住，再贴上弯头，造型时埋在沙里即可。不难设想，只有在不需用力捣实自硬砂互艺中才有必需和可能采取陶管浇口。
            &#8226; 其它
            如封火条、分型剂、滤渣片（网）、型芯通气管等等，也全部伴随树脂砂互艺推行而被开发出来，现在辅助材料也逐步转向专业化生产。能。
            第三章 自硬呋喃树脂砂工艺性能
            3 — 1 呋喃砂硬化特征
            呋喃砂硬化反应从树脂加入到已予混（即已加入固化剂）混合料瞬间起就开
            始进行，图 3— 1为经时硬化特征曲线一例。

            以上曲线是将混制出型砂立即做出抗拉试块，然后经过 1小时、 2小时、 3小时、…… 二十四小时，每次分别刷
            3个以上试样抗拉强度，取平均值作为该时刻抗拉强度值所绘制出来强度——时间曲线。
            从曲线能够看出，开始有一个孕育期，这时反应很缓慢，强度上升慢，然后强度迅增，到 5小时以后强度上升又缓慢了，到
            二十四小时后则升高很缓慢，基础趋于稳定值，故将 二十四小时强度定为“终强度”。作硬化特征曲线应选择标准砂制作式样，方便相互比较。
            随树脂、固化剂种类和加入量不一样，和温度、湿度不一样，硬化曲线