呋喃樹脂砂應用若干問題 哪些是關鍵?

呋喃新是什麼

目前，在我國鑄鐵型砂中應用的樹脂砂主要是呋喃樹脂砂。樹脂砂的質量控制是原輔材料、工藝、裝置、管理4個方面有機結合的系統工程，其中材料是基礎，工藝是核心，裝置是條件，管理是保證，有人說，這4方面如一臺車的4個輪子缺一不可。現就呋喃樹脂砂在生產應用中的幾個問題進行探討。這些問題是：

（1）樹脂砂的原輔材料問題；

（2）樹脂砂的環境溫度與溼度的影響問題；

（3）樹脂砂的發氣量大的問題；

（4）樹脂砂的刺激味問題；

（5）樹脂砂操作與管理問題。

一、樹脂砂的原輔材料問題

1。原砂質量

樹脂砂有諸多優點，是鑄造型砂從粘土砂走向自硬砂的重大突破，但它有4大缺點也為國內外所承認：即對原砂要求高；效能受環境影響；發氣量大；有強烈的刺激味。

高質量的原砂是保證樹脂砂效能的基礎。而這點往往受到不少鑄造廠的忽視。

（1）樹脂砂原砂的質量指標 見表1。

（2）原砂的SiO2含量 鑄鋼件與鑄鐵件的澆注溫度不同，其原砂的SiO2含量也有所不同，見表2。

（3）原砂的耗酸值 對樹脂砂而言，含有鹼性物質的原砂，會使酸硬化的呋喃樹脂砂延緩硬化，或不硬化。測試發現：矽砂的耗酸值高，矽砂中粘土礦物與碳酸鹽等有害雜質的含量也高。這類物質的存在是惡化型砂效能，造成鑄件缺陷的重要原因之一，選擇原砂時，其矽砂的耗酸值不得超過5mL。試驗表明：耗酸值由5mL至8。0mL時，型砂強度降低30%以上。表3為原砂耗酸值對樹脂砂強度的影響。

（4）原砂的含泥量 通常的規定是矽砂中＜0。02mm的顆粒為含泥量。在實際含泥量中，＜0。02mm以下的不僅包括Sio2矽砂，還包括一些礦物顆粒。

原砂含泥量高有三大害處：

其一，比表面積大，消耗樹脂，降低樹脂砂強度。

其二，泥中含有大量的鹼金屬與鹼土金屬氧化物，降低樹脂砂的耐火度。

其三，泥中含有的碳酸鹽及貝殼類物質會增大耗酸值，這些皆增加矽砂的發氣量，惡化硬化特性。

因此，樹脂砂的原砂含泥量應小於0。2%。含泥量由0。2%至1。0%時，樹脂砂強度降低10%~35%。這就是為什麼樹脂砂原砂需要擦洗砂的原因。含泥量對呋喃樹脂砂的強度影響見表4。

（5）原砂的含水量 原砂含水量的增加常導致樹脂砂三個方面效能的惡化：即樹脂砂強度的下降；樹脂砂的發氣量與發氣速度增大；硬化速度與起膜時間的延長。在生產中應嚴格控制原砂含水量不得高於0。2%。如原水中含水量由0。2%增至0。6%，型砂強度將降低50%左右，甚至更多，見表5，對硬化時間的延長影響，見圖1。

圖1 原砂含水量與樹脂自硬砂強度及硬化時間的關係

（6）原砂中的微粉含量 矽砂的微粉是指粒度小於0。106mm（140目篩）的顆粒。

微粉的有害作用有三個方面：

第一，增大矽砂的總表面積，消耗樹脂。

第二，降低型砂的強度與透氣性。

第三，使再生砂中微粉增加，再生砂效能惡化。

生產中應嚴格控制原砂中的微粉含量小於0。2%。原砂微粉含量由0。2%升至0。8%，強度由1。5MPa降至0。5MPa，這將導致樹脂量增加，成本的提高，發氣量的增加，氣孔缺陷傾向的增大，見圖2。

圖2 原砂微粉含量與樹脂自硬砂強度的關係

（7）原砂的灼減量 灼減量是矽砂中有機類雜質和碳酸鹽在高溫下燒失的雜質量。它增加了型砂的發氣量，對鑄件表面質量十分有害，原砂的灼減量不得超過0。5%

（8）原砂的粒形 對矽砂的粒形表示有兩種，圓形法與角形係數法。

圖形法：用“○”表示圓形砂粒，用“□”表示多角形砂粒，用“△”表示尖角形砂粒，兩種粒形組合的砂粒表示為“○-□”，“□-△”等。每種粒形均在顯微鏡下評定。

角形係數法：角形係數是指矽砂實際比表面積與理論比表面積的比值。比值越接近1。0，則砂粒越圓。

矽砂粒形與角形係數的關係見表6。

圖3~圖7為矽砂的各種粒形。

圖 3 圓形砂粒（○型）

圖4 多角形沙粒（□型）

圖5 尖角形沙粒（△型）

圖6 橢圓形沙粒（○+□型）

圖7 方角形沙粒（□+△型）

原砂粒形對型砂效能有著重要影響，在相同樹脂量下，圓形砂配置的型砂，強度比多角形大的多，見表7。

由表可知，圓形砂粒的型砂強度比多角形粒形高2倍，且發現多角形砂配製的型砂流動性差，難以舂實。這可從其試樣重量輕於圓形砂粒試樣得到證實，緊實度差的樹脂砂其必然導致樹脂粘結橋數量的減少，這是強度降低的主要原因。因此要求樹脂砂原砂的角形係數要求≤1。30。

綜合上述，樹脂砂質量必須從原材料抓起。如江蘇某廠採用呋喃樹脂砂，加入量原為1。5%~1。6%，後對8種原砂進行系統的篩選試驗，選擇了合格的原砂，樹脂加入量降至1。2%，國內某大型機床鑄件廠採用圍場粒形較好的，經過擦洗的風積砂，選用了優質的樹脂。其樹脂加入量長期穩定在0。8%~1。0%。

2。樹脂的質量

鑄鐵型砂用的呋喃樹脂是以糠醇為基礎的樹脂，並以糠醇結構上特有的呋喃環而得名。

呋喃樹脂主要由糠醇、尿素、甲醛或苯酚等組元縮合而成，主要組成是糠醇、尿醛、酚醛。呋喃樹脂品種多樣，通常按糠醇含量將呋喃樹脂分為三大類，見表8。

鑄鐵用的呋喃樹脂是中糠醇樹脂。根據鑄件材質選用呋喃樹脂的參考見表9。

值得提出的問題是，目前全國眾多生產呋喃樹脂的廠家，其產品質量參差不齊，魚目混珠，尤其是在低價位的激烈的競爭下，為了降低成本，常使呋喃樹脂中水分與氮含量嚴重超標，極大地影響了樹脂砂的質量。水分對呋喃樹脂是一種不利的成分，無水的呋喃樹脂應是最好的，但實際上樹脂中的水分通常是脫不淨的，一般在2%~10%範圍內。但在一些呋喃樹脂中生產廠家為了降低成本，常生產出水分達12%~25%的呋喃樹脂，這種高含水量的樹脂將會造成下列問題的發生：降低硬化速度延長起膜時間；降低型砂強度與硬透性。因此，樹脂進廠時必需對含水量進行測試。2010年某雜誌曾對數家呋喃樹脂生產作過調查，其含水量有12%、18%、20%的不等，僅有一家為6%。

樹脂中的含N量是一個重要指標，它對樹脂的效能與價格皆有重要的影響。灰鑄鐵，球墨鑄鐵通常採用的是中氮樹脂，即要求一定含量的N含量（2%~4%），又要求N含量不要過高（＜5%）。原因是加入N可增加型砂的常溫強度，韌性及潰散性，有利於型砂效能的提高。且帶入N的尿素組分價格便宜，可降低成本。但N含量過高也會帶來三個問題，一是抗溼性增加，即製造呋喃樹脂時，隨著N含量增加，粘度增加，導致包覆砂粒的樹脂膜變薄或不完整，使型砂強度降低，若為降低粘度而少脫水，則導致含水量增加，使固化速度，硬透性及強度皆受影響，這也是含N高，含水分也高的原因。二是熱強度降低，樹脂砂要求的熱穩定性是十分不利的；三是形成氮氣孔，形成氣孔缺陷。因此樹脂進廠時，含氮量是必測專案。

即要不產生N氣孔，又要降低成本是有可能的：如生產廠的樹脂的N含量為4%，鑄造廠的樹脂加入量為1。5%，則帶進的N含量為0。06%。如果鑄造廠採取措施後，將樹脂加入量降至為1。0%，則可用價格低的含N量為6%的樹脂，帶入的N含量仍為0。06%，這樣樹脂生產廠可降低樹脂成本，鑄造廠的樹脂加入量低。購買的樹脂價格也低，可雙重得益。

3。固化劑的質量

目前，呋喃樹脂常用的固化劑是對甲苯磺酸，二甲苯磺酸等有機酸，它主要的特點是酸度範圍寬，硬化速度可以調節，硬化後強度高，澆注後有機磺酸分解，不殘留在再生砂中，不影響再生砂的效能。因此，在鑄鐵中應用呋喃樹脂砂時一定要用經過磺化的酸，切不可貪圖便宜購買未經磺化的硫酸作固化劑，河北某機床鑄件購買了價格低的硫酸固化劑後，操作者的咽喉、眼睛受到嚴重損害，並因其酸性強，硬化過程反應強烈而難於控制。受到雙重損害。

高質量的原砂，合格的樹脂與固化劑，它是保證樹脂砂效能的基礎，樹脂砂質量必須從原輔材料抓起。

二、樹脂砂質量與環境的溫度與溼度問題

樹脂砂第二個缺點就是其效能受環境溫度與溼度的影響。因此在樹脂砂的質量控制中一定要充分了解環境溫度與溼度對樹脂砂強度，起膜時間，可使用時間的影響，並採取相應的措施。否則將導致樹脂砂質量的失控。

樹脂砂在一年四季中，有三個季節，其效能變化最大，一是夏天，溫度最高，樹脂砂硬化快，可使用時間短；二是冬天，溫度最低，硬化慢，起不了型，硬透性差；三是梅雨季，相對節溼度最大，樹脂砂硬化慢，強度低，常造成塌箱。

試驗表明，環境溫度每相差8℃，樹脂砂的硬化速度相差1倍，這將嚴重影響硬化速度與起膜時間，溼度的影響也是如此，樹脂的縮聚反應時有水析出，環境溼度高時水不易揮發，使硬化減慢，強度降低。與溫度影響不同的是，溼度對未開箱的封閉硬化的型、芯影響不大，而開箱後，溼度對其硬化速度及強度影響較大。溼度有兩種指標來表達，即空氣的絕對溼度與相對溼度。絕對溼度實際上是不同溫度下的飽和含水量，通常用每立方米含水的質量（g）表示，見表10。

相對溼度是實際含水量與絕對溼度的比值，用百分數來表示。如梅雨天氣相對溼度可達95%，但溫度僅有20℃，則梅雨天的含水量=17。29×95%=16。42（g/m3）

表11 為我國10城市與日本東京1月至12月的空氣中含水量的統計。

由表可知，1月份含水量，北京為1。44g/m3，而廣州是8。68g/m3，是北京的6倍。每個城市的1至12月的含水量也是不同的。上海、漢口、長沙等城市夏天7、8月的水分為1月的4~5倍以上。而北京則在14倍以上，這對樹脂砂的效能影響是相當大的。

圖8為鑄件廢品率與空氣溼度的關係。圖中表明7~8月溼度最高，含水量最大，溫度達35℃時相對溼度為60%，相對溼度雖不如梅雨季節的95%，但其含水量比梅雨季節還高，含水量=39。61g/m3×60%=23。76g/m3。統計表明，其相對應的鑄件廢品率最高。圖中也表明，在沖天爐供風溼度控制在5~7g/m3後，廢品率顯著減少。上述表明無論是鐵液質量還是樹脂砂質量，環境變化影響是不可忽視的因素。

圖8 鑄件廢品率與環境溼度的關係

筆者所在的原單位曾用過日本花王的樹脂，並對日本的花王公司與日本的鑄造廠進行過交流，發現其在呋喃樹脂的應用中，不少日本的鑄造工廠都詳細地記錄著環境溫度、溼度、樹脂、固化劑的加入量，並與鑄件重量與尺寸的大小，起膜時間，小時強度等工藝引數等相對應。日方在交流時表示，每個工廠要經過2~3年的經驗積累才能根據環境溫度、溼度、鑄件質量大小來調整固化劑品種及加入量。找出規律性。並強調在環境影響方面，經驗的積累是十分重要的。目前我國企業做的還不到位，甚至記錄都不全。

目前樹脂生產廠根據環境的變化皆有相應的固化劑的配套，對品種，加入量及應用季節有書面指導，見表12。

有的工廠還有AB泵的調節。這方面的確已有了長足的進步。但在生產中還要注意三個環節：砂子溫度，模型溫度及鑄型在澆注前的熱風烘烤。

砂溫管理是樹脂砂工藝中十分重要的一環，砂溫控制在25~30℃為宜。表13為砂溫對型砂強度的影響。

由表13可知，砂溫5~10℃時，初始強度低，無法起膜，35℃以上，初始強度高，但可使用時間短，終強度低。因此，必須要具備強有力的砂溫度調節器。下列情況者應要更加重視：生產率高，氣溫高的地區，砂子降溫工作量大；生產率不高，間斷生產週期長氣溫低的地區，砂子升溫工作量大。對於造型線上砂溫控制更為重要。為什麼星期一樹脂砂起膜效能差，為什麼星期四、星期五的樹脂砂可使用時間短，來不及造型，這都是砂溫造成的。

大量的經驗表明，冬天時對金屬模型加熱十分重要。美國企業在冬天時常用紅外線或熱風加熱生產線上的模具。確保了鑄型的硬化速度與起膜時間。型、芯在合箱前的存放期間受到環境影響，吸溼是不可避免的。合箱後採用熱風烘烤對防止氣孔，提高鑄型表面穩定性十分有效。尤其在溫度低、溼度大，型芯存放時間長時更為重要。日本用250℃左右的熱風在澆注前從鑄型澆冒口進入，對合箱的鑄型進行吹烤。國內有的鑄造廠已將上述措施納入工藝。

三、樹脂砂發氣量的問題

樹脂砂發氣量大，發氣速度快並集中形成發氣的峰值，這是呋喃樹脂的第三個缺點，解決的措施是兩個方面：一是減少發氣量；二是強化排氣系統。

1。減少發氣量

多年統計表明，氣孔、夾渣、縮松往往在鑄造缺陷中排列前三位，不少工廠氣孔佔首位。樹脂砂對氣孔是十分敏感的，下列三個方面對樹脂砂發氣量影響最大：即樹脂的加入量，樹脂的含N量及再生砂的灼減量。

（1）樹脂加入量 檢查一個工廠樹脂砂質量控制的好不好，首先看它樹脂加入量是多少。樹脂加入量保持在1。0%~1。2%的範圍內為合格，加入量0。8%~1。0%為良好。日本控制在0。8%~1。0%的範圍內。

樹脂加入量與發氣量是線性關係，見圖9

圖9 樹脂加入量與發氣量的關係

（2）樹脂中的含N量 對鑄鐵而言，呋喃樹脂的含N量應≤5。0%，圖10為型砂中含N量與鑄造缺陷的關係。

圖10 砂型中含氮量與鑄件缺陷的關係

英國鑄造協會（BCIRA）提出樹脂砂中含N量的極限見表14。

（3）再生砂中的灼減量 灼減量是舊砂中殘存的有機物的度量，它是再生砂效果的表徵，同時也是含N量與發氣量大小的表徵，見圖11、圖12。

圖11 舊砂灼減量與發氣量的關係

圖12舊砂含氮量與灼減量的關係

目前在工廠不檢驗再生砂的發氣量，而用再生砂的灼減量大小來表徵發氣量的高低。

再生砂中的微粉不僅增加樹脂砂的發氣性，也影響樹脂砂的強度。樹脂砂加入量越低，微粉含量對強度的影響越顯著。因此，樹脂加入量較低時則更要把再生砂的微粉含量控制在0。2%以下。圖13為微粉含量對樹脂砂24h後強度的影響。

圖13 為微粉含量對樹脂砂24h後強度的影響

灼減量的大小，不僅取決於再生裝置的功效，還取決於樹脂加入量與砂鐵比，樹脂加入量高，砂鐵比越大，灼減量也越高。因此降低樹脂加入量，降低砂鐵比對降低灼減量同樣是重要的。

2。強化排氣措施

不少鑄造企業常有一個誤區，認為樹脂砂透氣性很好（500~1000），因而忽視了樹脂砂的排氣措施，這是錯誤的。樹脂砂是有機粘結劑，發氣量大，且集中，很快形成峰值，氣體來不及排出時，則形成氣孔。凡是到過中、大型樹脂砂生產現場的人都看到過，澆注後鑄型排出的燃燒氣體高達一米多高。工藝要求20cm×20cm範圍內扎2~3個 8mm的氣孔；要求在中大型型芯中內部加舊砂塊；要求每個芯子皆有排氣道，並與鑄型想通；要求砂箱下部有墊塊，利於向下排氣；要求上型的出氣冒口面積大於內澆口面積等。但是這些經過多年經驗的排氣措施往往在不少工廠得不到貫徹。有的工廠不札氣眼，或流於形式，像蜻蜓點水淺淺的一札；有的工廠芯子不論大小，一律實芯；有的芯子排氣孔與鑄型出氣孔錯位或不相通，有的工廠在刷塗料時甚至把砂芯的排氣口都塗上了。如此不重視排氣，如何不產生氣孔。

值得提出的是，樹脂砂札氣孔不僅有排氣的作用，還有利於鑄型內部水分排出及加速硬化的作用。另外，鑄型內部良好的硬化對起膜時鑄型的完整十分有利。

3。樹脂的刺激味問題

刺激味來源於樹脂中的遊離甲醛。遊離甲醛有強烈的刺激性氣味，在混砂、造型中揮發出來。澆注時遇高溫進一步釋放。遊離甲醛具有一定的毒性，釋放量大時會使人流淚、流鼻涕、咽喉發乾、粘膜發炎、充血、甚至水腫，在夏季及砂溫高時尤為嚴重。關於樹脂砂車間空氣中的甲醛含量各國都有規定。日本為3mg/m3，美國為2PPM，我國衛生部頒佈的工業企業設計衛生標準丁36-79規定3mg/m3以下。與過去相比有了很大的進步。近年來，我國自行研製成功的邦尼樹脂，也是一種酸固化的鑄造用樹脂，完全沒有遊離甲醛與苯酚，已在鑄鋼與鑄鐵中成功應用，澆注後無刺激味，受到工人與操作者的歡迎。

四、樹脂砂生產中操作與管理問題

精細的操作與嚴格的管理是樹脂砂質量控制的核心，但目前不少廠皆未執行到位。

（1）舂實的操作被忽視

樹脂砂即使不舂實，也會自硬成型，這種現象導致一些操作者完全忽視了造型，制芯中的舂實工作，往往用腳踩、鐵鍬拍拍了事，也不用振動臺，這是一個操作誤區。樹脂砂是一種自硬砂，硬化後鑄型表面硬度很高。但型面硬度與鑄型緊實度不是一個概念。未舂實的樹脂砂鑄型表面硬化後雖然很硬，但卻降低了型砂強度。表15為舂實力度對型砂強度的影響。

未舂實的型砂其內部多有空隙，澆注後樹脂受熱、分解、氣化，使砂粒失去支撐，造成脹砂、粘砂等缺陷，對石墨化膨脹強烈的球墨鑄鐵則會形成縮松與縮孔。因此，對於樹脂砂造型、制芯的操作，人工輔助舂實是必不可少的。對模型凸臺的下部，凹角轉彎處及活塊下部等處更要用手工緊實。實踐證明，緊實、均勻的型與芯大幅度地提高了抗粘砂的能力與鑄型表面穩定性。

（2）可使用時間的正確掌握

呋喃樹脂砂有一個重要特性，剛混制時型砂的終強度最高，隨著時間的延長，終強度逐漸下降，見圖14。降到只剩下70%終強度時，這時的製作時間稱為可使用時間。

圖14 型砂的可使用時間

操作者就是要在這有限的可使用時間內完成操作，此時型砂流動性好，舂實時省力，型砂強度高。如超過了可使用時間，流動性惡化，充型難，舂實力度加大也無法舂實，型砂終強度大幅度降低，表面穩定性差，極易衝砂。所以樹脂砂操作的一個重要原則就是混制後儘快成型。必須在可使用時間內完成造型、制芯。圖15是樹脂砂混砂-造型-起膜過程中的硬化過程與強度變化。

圖15 樹脂砂在混砂-造型-起膜過程中的硬化過程與強度變化示意

由圖可知，樹脂砂固化分三個階段：預固化、封閉固化、敞開全固化。由於操作者不瞭解這三個固化過程，則在生產現場出現不同程度的問題。

預固化階段最主要的任務是：要在可使用時間完成緊實操作。某中、大型鑄造廠，造型時未能連續分層舂實，砂層之間的操作時間超過了可使用時間，造成砂型的分層，導致塌箱。某廠夜班造型時，造型中間停歇長，混砂機前段存放的時間早已超過可使用時間，未作頭砂處理，再進行放砂造型時，頭砂已固化，造成衝砂、夾砂缺陷。某廠造型準備工作不足，在造型操作的中間才去拿澆冒口，冷鐵，活塊。超過了可使用的時間，造成型砂強度下降，這都是在預固化階段發生的問題。

封閉固化階段要注意的問題是，不要為了提高生產率而過度地加快起膜時間。工廠操作者總希望可使用時間長一些，起膜時間短一些，根據呋喃樹脂的硬化原理這是不可能的。重要的是增大固化劑加入量，的確提高了初始強度與起膜時間，但卻降低了終強度。這是因為封閉固化階段雖然硬化速度不快，建立強度緩慢，但卻是後續全固化的基礎。過快的硬化會使已交聯的預聚物將未交聯的預聚物包在內部使其未能充分有序地展開而參與交聯。雖然初始強度較高，但終強度降低。因此操作前就應該根據鑄型的大小，鑄件的複雜程度選擇固化劑的加入量，留足可使用時間，留足一定的封閉固化的時間，雖然起膜時間遲一點，但對後期的全固化作用好，終強度高。

敞開全固化階段是快速硬化、強度迅速增長的階段。該階段應注意兩個問題：一是刷塗料的時間。二是型、芯硬化後的吸潮。前者是剛起模的型、芯不宜立即上塗料。因為此時固化反應尚在初期階段，若是水基塗料，則會影響硬化的正常進行。如是醇基塗料，則點燃後會使未完成合反應的樹脂過燒。這些皆會影響型、芯的表面穩定性。因此上塗料應在造型、制芯後4小時後進行。型、芯存放期會吸潮，強度下降。這也是強度達到最高值後強度下降的原因。因此在澆注前需要用熱風烘烤。

（3）可使用時間的測定

目前用的70%強度法，即混砂後每隔2min取樹脂砂製成若干組試樣，經24h後測終強度，一般情況下，剛混好時型砂終強度最高，離其時間越遠，強度越低。當強度降至最高強度的70%時，其對應的制樣時為可使用時間。24h的強度不一定是最高強度，但通常仍以24h強度為終強度。此法存在兩個問題：一是24h才知結果。測試過程太長且24h內環境溫度、溼度是變化的，資料不夠準確。二是方法繁瑣。美國鑄造工作者學會推薦的錘擊法簡易可行，一目瞭然，能清楚地詮釋可使用時間的意義。方法如下：

①砂混好後，立即取樣在儀器上錘擊3次，製成Ф50mm×50mm的試樣，記錄衝杆頂端在刻線上的位置h1，並 稱重量W1。

②每隔2min取同樣重量W1的樹脂砂，在儀器上錘擊至h1的位置，記錄錘擊次數。

③當試樣需錘擊6次才達到h1高度時，則從混砂終了到此時的時間為可使用時間。

此法充分說明樹脂砂離混砂終了的時間越近，型砂流動性越好，舂實最省力。離混砂終了時間越遠，則需更多的錘擊次數才能達到同樣的高度。充分說明進行造型、制芯操作時掌握可使用時間是多麼重要。

（4）表面穩定性

鑄型表面與高溫金屬液接觸，要求具有抗沖刷、耐磨損、抗烘烤的能力，這種能力用表面穩定性來表徵。在日本的工廠裡，有表面穩定性的要求，要達到90%以上。其測試方法是將Ф50mm×50mm的試樣在一振動篩上振動，振動時間為60s，稱其前後重量，算出表面穩定性：

SS1=（W2/W1）×100%

SS1為表面穩定性，W1振動前重量，W2振動後重量。日本大部分工廠SS1為90%~95%。在日本表面穩定性達到95%的工廠，型、芯表面強度高，表面緻密而光滑，不僅抗高溫鐵液沖刷的能力強，很少有衝砂缺陷，且與塗料配合，鑄出表面光潔的粗糙度12。5~25um的優質鑄件。國內也應該展開對錶面穩定性的研究與應用。

我國的樹脂砂的質量控制雖有一定的進步，但與國外先進水平的國家相比，尚有不少的差距。

筆者曾到日本五個應用樹脂砂的鑄鐵件製造廠考察，許多地方值得我們學習。

A：重視原輔材料質量。

鑄造原砂有三種，矽砂、鉻礦砂、鋯砂。矽砂的Sio2＞93%，水分控制十分嚴格，接近於零。吉田鑄工所用的大部分是鉻礦砂，高質量的鑄件則選用進口的澳大利亞鋯砂。樹脂的含N量要求為2~6%。但市場供應的皆是N＜2%的樹脂。他們指出，N＞8%，會產生N氣孔。

B：樹脂加入量少，舊砂再生率高，鑄型表面而穩定性好。

樹脂加入量見表16，吉田鑄工所的樹脂加入量0。7%~0。8%。

舊砂為250℃的加熱處理+機械再生，再生率為95%，故配砂為95%再生砂+5%新砂。日本十分重視舊砂再生，吉田鑄工所的樹脂砂舊砂再生回用率達97%。每噸舊砂排放要繳納4000日元的環保費。

C：廢品率低，樹脂砂的型砂成本低。

根據日本吉田鑄工所的長年統計，粘土砂廢品率7%~8%，水玻璃砂為5%，樹脂砂為3%，用樹脂砂時砂鐵比為2。7%~3。1%。由於樹脂砂回用率高，加入量低，其成本最低，吉田鑄工所型砂的綜合成本對比是，粘土砂10000日元/噸砂，水玻璃砂6000日元/噸砂，樹脂砂5000日元/噸砂。該單位在1984年取消了水玻璃與粘土砂，全部改為樹脂砂。日本豐田工機株式社鑄造工廠鑄件廢品率0。9%，樹脂砂型砂綜合成本比粘土砂低1倍。

D：管理嚴格，操作精細。

配合生產需要，工廠做了大量樹脂砂的試驗工作，如室溫、溼度對型砂效能的影響，氧化鐵粉對樹脂砂效能的影響，硬化劑加入量對可使用時間與起膜時間的影響，再生砂加入量對型砂強度的影響，由於有可靠的資料作依據，所以生產中很少發生問題，質量管理中特別重視砂溫管理（30~35℃）。在生產砂的質量管理（灼減量＜2。5%，微粉含量＜0。2%）操作中十分重視舂實與排氣，重要的鑄件採用拔塞澆口，每個鑄型上標有日期，鑄件號，造型工代號，澆注卡有化學成分，三角白口，出鐵溫度等。澆注速度不採用公式計算，而是根據樹脂砂耐高溫強度，易形成發氣峰值及夾渣方面的特點，採用快澆工藝，見表17。

鐵液溫度1500~1550℃澆注溫度1420~1370℃，鑄出的鑄件表面光潔，尺寸精度高，600mm長度上，不平度＜1mm。總之，他們的樹脂加入量低，廢品率低，精細的操作，嚴格的管理給我留下了深刻的印象。

樹脂砂大規模的應用，在我國已有近30年的歷史了，用樹脂砂工藝生產出一流的鑄件已不是一件難事，因為樹脂砂本身並沒有高深的理論，也沒有懸而不決的關鍵問題需要解決，難的是操作不精細，管理不嚴格。這正是我國從鑄造大國走向強國中企業要努力做好的兩件大事。