呋喃樹(shù)脂自硬砂型與粘土砂幹型相比，不需烘幹，耗能少，鑄件尺寸精度高，表面質量好，因此已逐漸取代粘土砂幹型，廣泛地用于制作厚大(dà)鑄件。但據文獻報道和調研，采用這種樹(shù)脂砂生(shēng)産球鐵件(特别是厚大(dà)球鐵件)時，會産生(shēng)一(yī)些特殊的質量問題。國外(wài)如F·Martin和S·LKarsay用8英寸(約200mm)立方體(tǐ)試塊做試驗，發現采用呋喃樹(shù)脂砂型鑄造時，試塊其餘部位(包括頂面、側面的上部以及心部)均球化良好，底面和各側面的下(xià)部發生(shēng)局部球化不良。奧地利鑄造研究所W·Bauer的研究認爲，由于呋喃樹(shù)脂砂采用對鉀苯磺酸(PTSS)作硬化劑，給砂型帶進了較多的硫，後者滲入球鐵鑄件表層，并與表層的球化劑Mg化合成MgS使Mg失去(qù)球化作用而引起局部球化不良。
      國内在作者所調研的工(gōng)廠中(zhōng)也有幾家工(gōng)廠發現一(yī)些質量問題，其中(zhōng)某廠最初采用這種砂生(shēng)産球鐵件時，曾發現鑄件表層有局部球化不良，最嚴重處深度達12mm，并且發現鑄型在澆注後翻轉90°豎直冷卻時會引起鑄件外(wài)形漲大(dà)而導緻内部縮松；另一(yī)家工(gōng)廠用這種砂生(shēng)産某種球鐵件也采用平澆豎冷，發現經熱處理後的抗拉強度比用粘土砂幹型生(shēng)産的同一(yī)種鑄件普遍低100-160MPa；還有一(yī)家工(gōng)廠用這種砂生(shēng)産球鐵件時曾試驗水平澆注，傾斜45°冷卻，結果也發現鑄件下(xià)段嚴重漲大(dà)和内部縮松。爲較系統地查明呋喃樹(shù)脂自硬砂對球鐵鑄件的質量的影響，爲使用這種型砂取代粘土砂幹型生(shēng)産球鐵件，特别是厚大(dà)球鐵件的可行性提供依據，特進行本試驗。
      2．試驗目的及内容：
①測量用呋喃樹(shù)脂自硬砂性澆注和用粘土砂幹型澆注的球鐵件的凝固時間差别，并查明這種差别是否會引起鑄件(特别是厚大(dà)件)球化不良；
②觀察呋喃樹(shù)脂自硬砂對球鐵件表層球化情況和鑄造缺陷傾向的影響。
③查明呋喃樹(shù)脂自硬砂對球鐵力學性能有否影響。
      3．試驗條件及方法
(1)熔化及球化、孕育處理：采用100KW中(zhōng)頻(pín)感應爐化鐵，爐料爲90%本溪生(shēng)鐵(含矽量爲1.3%)+10%廢鋼。原鐵液成分(fēn)及球鐵終成分(fēn)參照實際生(shēng)産球鐵件，分(fēn)析結果示于表1；球化劑成分(fēn)爲：10.5%Mg，1.2%RE，33%Si，35%Cu，加入量爲1.5%，采用沖入法處理，鐵液出爐(處理)溫度爲1450℃，孕育劑爲75矽鐵。
      表1．原鐵液化學成分(fēn)及球鐵最終成分(fēn)
成分(fēn)CSiMnPSREMgCu原鐵液3.781.210.420.0500.028------------終成分(fēn)--2.310.440.0520.0200.0200.0560.51(2)試塊尺寸共有四種：50mm×50mm×50mm(模數M=0.83cm),75mm×75mm×75mm(模數M=1.25cm),100mm×100mm×100mm(模數M=1.66cm),200mm×200mm×200mm(模數M=3.33cm)。每種試塊均同時制作呋喃樹(shù)脂自硬砂型和粘土砂幹型兩種鑄型，并用同包鐵液澆注。
(3)型砂及造型
      粘土砂配料成分(fēn)爲：20%新砂，80%回用砂，1.5%陶土，2.5%白(bái)泥。呋喃樹(shù)脂自硬砂用100%回用砂配制，呋喃樹(shù)脂加入量爲1.5%，硬化劑對甲苯磺酸的加入量爲樹(shù)脂量的100%(沒有加入新砂以及故意加大(dà)樹(shù)脂和硬化劑加入量的目的是故意提高砂型的含硫量，以便呋喃樹(shù)脂自硬砂對球鐵質量的影響更明顯)，這種砂型的實測含硫量爲0.50%。
      造型均爲手工(gōng)造型，粘土砂型在澆注前經過烘幹，呋喃樹(shù)脂自硬砂型自行硬化，不烘幹。兩種鑄型均不刷塗料，使鑄型表面直接與鐵液接觸。
(4)凝固時間測量方法
      在鑄型中(zhōng)部插一(yī)根石英管，直低試塊心部，将熱電偶塞入其内，使熱電偶焊點正好處在試塊心部；偶絲的尾端用補償導線與帶長圖記錄儀的電子電位差計連接，用以繪制凝固曲線，然後在凝固曲線上讀取凝固時間。
      4．實驗結果及讨論：
      (1)凝固時間--各種試塊的測量結果列于表1，并用對數坐标繪成曲線。由表1可以看出：各種尺寸的試塊在自硬砂鑄型中(zhōng)的凝固時間均比在粘土砂幹型中(zhōng)的凝固時間長，而且随着試塊尺寸增大(dà)差别逐漸增大(dà)，随着試塊尺寸變小(xiǎo)差别減小(xiǎo)。這一(yī)結果說明自硬砂的散熱速度比粘土砂緩慢(màn)。在對數坐标上，各數據點幾乎呈直線分(fēn)布，偏離(lí)度甚小(xiǎo)。因此，可以将曲線外(wài)延來估計模數更大(dà)或更小(xiǎo)的鑄件的凝固時間。
      表1．凝固時間與試塊模數和鑄型類别的關系
      試塊尺寸(mm)50×50×5075×75×75100×100×100200×200×200
模數M(cm)0.831.251.663.33
呋喃自硬砂型鑄造凝固時間(min)3.38.915.872.8
粘土砂幹型鑄造凝固時間(min)2.86.912.552
(2)顯微組織--對100mm×100mm×100mm和200mm×200mm×200mm
兩種試塊取樣進行了顯微組織檢查。結果如下(xià)：
①100mm方塊顯微組織--見表2．表3．可以看出，粘土砂試塊表面和心部球化都正常；自硬砂試塊底面有厚度0.5mm的不球化層，說明球化已受到影響，但不算嚴重。

無錫宏劍機械有限公司從事設計制造殼型鑄造生(shēng)産線、鐵模覆砂生(shēng)産線、金屬型鑄造線、冷芯盒射芯機、熱芯盒制芯機及模具的設計與制造的專業公司。可爲用戶提供設備選型，新産品開(kāi)發，工(gōng)藝試制，制芯車(chē)間工(gōng)藝布置等專業服務。

來源聲明：以上内容部分(fēn)(包含圖片、文字)來源于網絡，如有侵權，請及時與本站聯系（18915280908）。

如沒特殊注明，文章均爲瑞成機械原創