【摘要】依据对树脂砂生产大型铸铁件的特性分析，阐述了用树脂砂生产大型铸铁件的铸造工艺要点 与关键工序的过程质量控制。通过介绍几种典型大型铸铁件用树脂砂生产的实例，具体说明了提高树脂砂生 产大型铸铁件质量的生产工艺方法。 
    由于呋喃树脂砂生产的铸件具有尺寸精度高、表面 光洁平整、轮廓清晰、劳动强度低，以及生产率高等一 系列优点，已经成为当前铸造行业上质量、上水平的重 要手段之一。在国内，目前树脂砂在中小铸铁件上的应 用已比较普遍，然而由于树脂砂独特的生产特性，关于大型铸铁件用树脂砂生产的报道还比较少。 铸铁件的树脂砂生产线，主要 用于生产大型钢锭模、机床类床身、大型冶金备件等。 一、树脂砂生产大型铸铁件的特性分析 树脂砂型的工艺特性是：高温强度低，溃散性好瞬时发气量大，导热性能差。大型铸铁件一般情况是壁厚，热容量大，凝固时间 长，因此用树脂砂生产大型铸铁件时，最易产生的主要 铸造缺陷如下。

（1）气孔  目前比较统一的认识：树脂砂发气量大是铸件产生气孔的根源。在高温状态时，树脂砂发气量 是普通粘土砂的几倍，而大型铸铁件与铸型接触表面 不能瞬时凝固，造成大量气体侵入铁液，比一般铸件更 易产生气孔。
（2）粘砂  树脂砂经高温铁液焙烧后，树脂快速分 解，造成铸型表面强度下降，若此时铁液尚未凝固，铁 液极易钻入砂粒缝隙或侵蚀砂粒，造成粘砂缺陷。 （%）变形!树脂砂高温抗压强度低，在铁液压力头 较大的局部区域，由于大型铸件凝固速度慢，也易使铸 件产生鼓包、结瘤等变形缺陷。
（3）组织粗大（或球化衰退） 对于大型铸铁件来 说，由于树脂砂的导热性能差，使得大型铸件凝固的速 率进一步下降，造成组织粗大；对球墨铸铁件还会造成 球化衰退，严重影响其内在性能。 对于大型铸铁件用树脂砂生产极易产生的铸造缺陷， 应从工艺的角度分析，采取应对措施，进行改进或解决。 
    二、铸造工艺要点 
    用树脂砂生产大型铸铁件 铸造工艺的关键环节：一是保证树脂砂质量要符合大型 铸铁件生产的特殊要求；二是要重视浇注系统的设计。 $%树脂砂的制备工艺 发气量大是树脂砂的基本特性，对于大型铸铁件的 生产，其不利影响尤为严重。若铸件品质要求较高，极 易产生气孔废品。因此，树脂砂的制备既要保证铸型强 度，防止大型铸铁件产生粘砂与变形缺陷，又要控制树 脂与固化剂的加入量尽可能低，以减少铸型发气量。因 此，在大型铸铁件的树脂砂型制备过程中，除了要严格 控制原砂品质、树脂与固化剂的’含量外，还要严格控 制树脂砂的配比。适用于大型铸铁件树脂砂配制的原料。在设计大型铸铁件的树脂砂浇注系统时，应坚持大 流量、小流速、平稳、分散的浇注原则。大流量主要保 证铁液快速充型，使铁液迅速建立一定的压头，可以抑 制部分树脂砂气体的析出、侵入铁液。因此，依式（#） 计算出的浇注系统内浇道最小总截面积，会比用普通粘 士砂的大，这样可以保证树脂砂生产大型铸 铁件的实际浇注时间小于依据通用计算公式获得的时间。 小流速主要防止冲砂，通过设计开放式浇注系统来实现， 具体可设计为直浇道E横浇道E内浇道A/E/0#E/0 4。 在大型铸铁件的浇注系统设计中，还应采用陶瓷管 作直浇道，直浇道下应放置耐火砖或陶瓷片，内浇道要 求尽可能分散放置，避免冲砂。此外，为提高挡渣能力， 可在浇注系统中放置过滤网。 
    三、关键工序过程质量控制 
    （1）要重视控制树脂砂设备的正常运行!除尘设备 的好坏，直接影响再生砂的成本和铸件质量，在铸造生 产中，除尘设备运行出现异常往往不易发现，如果设备 的除尘效果不好，不但影响工作环境、污染空气，更重 要的是影响再生砂的微粉含量，其结果是导致混砂时树 脂加入量增加（易产生气孔）或影响铸型强度（易产生 粘砂）。故生产大型铸铁件时，由于用砂量较大，应尤 为重视。 
    混砂机能否正常运行，将直接影响着混砂的质量。 一般情况下，树脂与固化剂的加入量是依靠隔膜泵电动 机的电压来控制的，砂料加入量是由自动开合阀门来控 制的。由于季节、天气的变化，造成液料粘度的变化， 在相同电压的情况下，液料的加入量会产生波动，砂料 阀门因反复开合，也会出现计量不准的情况。因此，每 周都要对树脂砂的配比进行检测，以确保树脂砂的配比 严格符合大型铸铁件的工艺要求。 
    （2）模样制作过程的质量控制!制作大型铸件的模 样底板时，应保证各支撑板高度一致，并用多层板制作 面板，以保证底板的平整度，必要时用金属结构件加固， 以避免底板变形。为提高模样表面的平整度和强度，避 免模样变形，在结构许可的情况下，模样的外表面和芯 盒的内表面应包覆多层板，芯头和活块应尽可能采用多 层板制作。为保证模样的制作精度，所有样板在使用前 必须经检验员检查确认。为提高模样的定位精度，在模 样底板上先画出“矩形方框线”，并以此为基准确定模 样的定位中心线和定位销座的位置，安装和倒换模样时， 应以“方框线”和模样的定位中心线作为测量基准。 
    （3）填砂过程的质量控制!树脂砂虽然具有良好的 流动性，填砂时仍应用手或木棒对型砂进行紧实，以提 高铸型的紧实度。特别是凹部、角部、活块、凸台下部 及浇注系统等部位，必须舂实，否则容易产生机械粘砂 和冲砂缺陷。大型铸铁件一般用砂量都较大，为降低生 产成本，在吃砂量较大的空间应填充旧砂块，流到砂箱 外面的型砂应作为背砂及时使用。为提高铸型（芯）的 透气性，应严格按工艺要求放置冒口，铸型填砂完成后， 应在砂箱表面扎通气眼，对体积较大或出气不畅的砂芯，制芯时应预埋通气绳或通气管。 
    （&）冷铁使用过程的质量控制!为获得所需的内在 性能，通常要在大型铸铁件的厚大部位设置外冷铁。由 于铸铁冷铁表面极易锈蚀（会加剧树脂砂铸件在放置冷 铁的部位产生蜂窝状气孔），实际使用时，很难清理，而 且人力搬运不便，因此在树脂砂生产中多用石墨冷铁来 代替铸铁冷铁。但要切记，石墨冷铁在使用前必须进行 烘干处理，待用的冷铁应放在支架上或专用桶中，以防 吸潮。 
    （4）涂料涂刷过程的质量控制!树脂砂的高温抗压 强度低、溃散性好，大型铸铁件局部的铁液压头通常较 大，而且持续时间长，因此对铸型进行刷涂的质量要求 就很高。涂料层应致密，尤其要保证浇注系统和铸型侧 面的刷涂质量，大型铸铁件一般要求涂刷$(%遍，用石 墨醇基涂料即能满足要求。如果涂料层不致密或涂料附 着力不强，将极易造成冲砂或粘砂缺陷。另外，为提高 铸件表面质量，还应将非加工面的涂料层打磨平整，不 能有明显的刷痕。 
    （5）熔注过程的质量控制!树脂砂铸型的导热性 差，保温性能好，因此在生产大型铸铁件时，为避免孕 育衰退，对高牌号灰铸铁宜采用*+,*-,./复合长效孕育 剂；对球墨铸铁应采用*+,./复合长效孕育剂。为保证 球墨铸铁件球化质量的稳定性，防止产生石墨漂浮和石 墨变异，厚大球墨铸铁件均需采用钇基重稀土球化剂， 而且不同牌号的球墨铸铁采用不同型号的球化剂。 因树脂砂发气量大，极易产生气孔和夹渣缺陷，故 对熔注操作过程应严格控制，坚持“高温熔炼，适温浇 注”的原则。 
    四、大型铸铁件生产实例 
   钢锭模壁厚较大，表层凝固需要的时 间较长，树脂砂型长时间经受高温铁液的侵蚀，树脂不 断被熔蚀分解，使铸型砂粒间形成空隙，树脂砂强度下 降，高温铁液利用毛细现象侵入砂粒之间，最终形成粘 砂缺陷。
    （1）铁液强冷。浇注工艺由原来的合箱浇注改为敞 开明浇式，铸型上表面直接暴露在大气中（铸件上表面 质量问题可通过补加加工余量来解决），中间砂芯采用 中空式，其内部空气形成对流，加强冷却，使铁液与铸 型接触面快速凝固。 （&）控制铁液进入铸型的方式，以防止铁液直接冲 刷铸型。 
    （2）调整树脂砂配比，提高铸型紧实度，使铸型具 有一定的强度。 
    工艺原因分析：
（1）因疏于对树脂砂的检控，造成树脂砂的配比超标，增加了铸型的发气量。
（2）原浇注系统设计未能遵循大型铸铁件树脂砂生 产需要“大流量、小流速”的原则。
（3）浇注温度低，时间过长。
    主要工艺措施如下：
（1）此类型的铸铁件树脂砂生产宜采用均衡凝固的 浇注系统设计方法，内浇道压边分散设置，热节点处设 置石墨冷铁。
（2）球化剂采用钇基重稀土硅铁镁合金（抗球化衰 退的能力较强，尤其适用于厚大件心部的球化处理），孕 育剂采用4’9:;<与特种复合长效孕育剂，分别进行包 底、出铁槽孕育和浇口杯随流孕育。
（3）高温熔炼，适温浇注。
    五、结语 
    （1）严格控制树脂砂的配比质量是用树脂砂生产大 型铸铁件工艺的关键环节，要重视对树脂砂设备的保养 与维护，并认真执行树脂砂周检制度。 
    （2）树脂砂生产大型铸铁件的铸造工艺设计，要遵 循浇注系统“大流量、小流速、平稳、分散”的原则， 合理设置冷铁、冒口，以及型芯的排气，才能消除用树 脂砂生产大型铸铁件容易产生的粘砂与气孔缺陷。 
    （3）要提高树脂砂生产大型铸铁件的质量水平，必 须加强对其关键工序过程的质量控制。