如何提高铸造粘结剂的使用性能

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铸造有机粘结剂和无机粘结剂是砂型(芯)粘结系统中的两种重要类型。从20世纪50年代到60年代，欧美国家都在开发技术资源，二氧化碳硬水玻璃砂出现得更早。探索新型粘结剂体系的硬化机理，提高现有产品的应用性能已成为一项永无止境的任务，尤其是无机粘结剂能否具备有机粘结剂在型砂上的应用性能，无机粘结剂的突破已成为一种永恒的期待。结合作者近30年来在模塑材料研究方面的经验，介绍一些对有机/无机粘结剂优缺点的简单认识，供同行分享。

一、有机/无机粘合剂的优缺点

1。有机粘合剂的优点在化学中，结构决定物质的性质。有机粘合剂含有一种元素——碳，它可以连接在一起形成聚合物。有机粘合剂赋予砂型/砂芯在铸造中许多优点:良好的砂型(砂芯)强度；生产效率高；良好的铸件表面质量和尺寸精度；出色的落砂性能；旧砂的再利用率更高。
缺点当然，因为材料本身是有机的，所以也有如下缺点:原材料来自石油产品或农业化学品；产品价格高且持续上涨；成型制芯时，voc值高，对边肖健康有害；在浇注过程中，会产生大量的有害气体，污染环境。

2。无机粘结剂

无机粘结剂由钠、钾、镁、钙、铝、硅和磷组成，其化合物一般为硅酸盐、磷酸盐和铝酸盐。无机粘合剂通常通过脱水将砂芯粘合在一起，但这取决于水分的蒸发速度。由于其特点，它具有以下优点:无机粘结剂广泛可用，原料便宜；无机粘合剂没有溶剂挥发问题；用无机粘结剂浇铸时，不会产生有害气体。

通常，水基无机粘结剂的固化速度较慢，这与水的迁移速度有关。无机粘合剂可以与石英砂反应形成低熔点物质。这些都使得无机粘结剂在型砂上表现出以下缺点:型砂硬化速度慢、强度低；使用性能对环境中的水分和湿度非常敏感；可怜的沙塌；旧砂的重复利用率低。

二、有机/无机粘结剂在中国的应用现状

铸造用粘结剂的选择决定了铸件的生产工艺。粘结剂类型的选择非常重要，它不仅决定了生产车间的规模布局，还决定了工装模具、成型制芯设备、旧砂回收设备和清理设备等固定资产的投资。生产技术、生产成本、管理模式、工人的熟练程度和产品的市场地位等许多因素也是决定的。粘结剂类型的选择与铸件类型、过去的习惯和经验、当地原材料价格和来源密切相关。粘结剂类型的选择一般侧重于今后该粘结剂的技术可行性、经济可行性、环保可行性、节能性和回收利用的可行性。

目前，我国可生产各种自硬砂粘结剂，技术水平高，且全部国产化。呋喃树脂砂是生产单件小批铸铁件的理想工艺，这是不争的事实。尽管近年来呋喃树脂价格较高，但与其他种类的自硬树脂砂相比，呋喃树脂砂的成本是最低的。因此，在很长一段时间内，呋喃树脂仍将是我国铸铁树脂砂工艺的首选。在铸钢件生产中，使用碱性酚醛树脂、无氮呋喃树脂，特别是耐热裂呋喃树脂和酯硬化水玻璃砂已成为铸造行业的共识。突破铸钢用自硬砂应用的关键是开发旧砂再生率高的碱性酚醛树脂、酯硬化水玻璃和再生设备。

当然，我们不能忘记co2硬化水玻璃在铸钢件上的应用和改进。在砂型(芯)铸造彩色铸件的生产中，没有性能良好的粘结剂体系。目前，大部分材料都是有机树脂，它们仅来源于铸铁用粘结剂，以降低其高温强度。砂芯粘结剂可选用高氮呋喃树脂、碱性酚醛树脂和pep-set。近年来，德国公司提出的热空气体硬化的热芯盒(或暖芯盒)用无机粘结剂产品已经投放市场，粘结剂添加量仅为2.0%左右，砂芯强度足以制造汽车铝铸件用的一级和二级砂芯。这无疑为无机粘结剂的发展和进步点燃了新的希望。然而，目前，粘结剂在模具中被加热和硬化，并且为单批和小批铸件制造砂芯是不可行的。有机和无机结合剂自硬砂技术性能对比、酯硬化水玻璃旧砂再生及设备见附表