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一、原砂
１、原砂的含泥量
泥
分——是指原砂中直径小于20μm的颗粒。含泥量——指原砂中泥分所占的质量分数。
原砂含泥量过高，会发生下列情形：▲ 降低型芯砂的透气性▲增大型芯砂的含水量▲ 增加型芯砂的脆性 ▲增加有机粘结剂的加入量
粘土砂用原砂的含泥量应≤2％；
有机粘结剂类型芯砂用原砂的含泥量应≤0.3％
2、原砂的颗粒组成（粒度）
颗粒组成——是指原砂颗粒尺寸大小和颗粒大小的分布情况。
通常采用筛分法来确定原砂颗粒大小。
筛分使用铸造标准试验筛。
采用三筛分布确定砂粒大小的分布状态。粒度的表示方法：符号法、累积曲线法、平均细度法、平均尺寸。３、原砂的粒形系数
原砂的颗粒形状可用粒形系数来定量地表示。
角形系数E＝实际比表面积理论比表面积 国家标准《铸造用硅砂》（GB9442-88）按角形系数将原砂粒形分类 尖角形
E＞1.6;多角形
E＞1.3～1.6;
圆
形
E≥1.0~1.3;４、原砂的耐火度与烧结点
原砂耐火度：是指材料抵抗高温作用而不熔化的能力。原砂的耐火度主要取决于原砂的矿物成分和颗粒度。
一般认为，原砂中，石英含量越高、颗粒越粗大、杂质含量越低，耐火度则越高。原砂烧结点：原砂颗粒表面或砂粒间的混杂物开始熔化，冷却后，砂粒之间相互粘连且不分开的温度。
烧结点是原砂各种组合成分耐火性能综合反映。
原砂烧结点比耐火度要低。
通常在砂型铸造中，烧结点能间接反映出原砂SiO2含量，是原砂主要性能指标之一。
烧结点：＞1350℃；＞ 1250℃ ；＞1150℃
SiO2含量：＞ 94% ； ＞
90%；
＞ 87% 铸造用非石英质原砂主要有：镁砂 橄榄石砂
锆砂 铬铁矿砂等 铸造用粘土
1、粘土的概念
粘土是岩石经过长期风化后，分解和沉积而成的由细小结晶质粘土矿物组成的土状材料
2、粘土的作用
铸造用粘土主要是用来做粘土砂的粘结剂
3、粘土按晶体结构分类
高岭石组——包括高岭石、珍珠陶土、地开石等 伊利石组——包括伊利石、海绿石等
蒙脱石组——包括蒙脱石、贝得石、绿脱石等 常用铸造粘土有高岭石组和蒙脱石组
4、粘土矿物晶体的基本结构单位
粘土矿物的晶格中都包含着两种基本结构单位：硅氧四面体;铝氧八面体
5、粘土中的水分
粘土在润湿状态下通常有三种水分存在：
① 吸附水—这种水分在105℃温度下即能去除。
② 层间水—粘土单位晶层间定向排列的极性水和阳离子吸附的阳离子水化膜。③ 结构水（晶格水）：——直接参与构成粘土矿物晶格的OH水；层间水和结构水必须加热到更高温度才能去除；粘土晶层表面的吸附水，其密度和粘滞度较大。在阳离子的周围也能吸附一层定向排列的水分子，形成水化阳离子。
6、粘土的粘结机理
带负电荷的粘土颗粒将极性水分子吸附在自己的周围，形成胶团的水化膜，依靠粘土颗粒间的公共水化膜，通过其中的水化阳离子起“桥”的作用，使粘土颗粒相互连结起来。
7、粘土颗粒与砂粒之间的粘结机理
砂粒因破碎而带微量负电荷，也能吸附极性水分子在其周围作定向排列。依靠粘土颗粒与砂粒之间的公共水化膜，通过水化阳离子的“桥”作用，使粘土砂获得湿强度。
粘土的干态粘结机理：
▲
烘干过程中粘土逐步失水，使砂粒和粘土颗粒之间相互靠近，紧密接触而产生附着作用。
▲继续失去水分，使水化膜进一步变薄，粘土和砂粒之间通过“强大”的附着力紧紧拉在8、铸造用粘土分类：
铸造用粘土根据矿物种类及性能分膨润土和普通粘土2类或膨润土,耐火粘土和硅镁铝土3类
膨润土又分为：钠基膨润土和钙基膨润土；分别用符号“PNa ”和“PCa”表示。9 粘土负电性及带负电的原因
粘土颗粒表面一般带有负电荷，其原因有二：一是破键，二是离子置换
⑴
破键：粘土片状结晶体受到外界环境的影响，边缘处的Al-O、Si-O离子键断裂形成不饱和键。
⑵
晶体内部离子置换：粘土在成矿过程中，单位晶层内硅氧四面体中的Si4+被Al3+所置换，铝氧八面体中的Al3+ 部分地被Mg2+、Fe2+所置换，使单位晶层电荷不平衡，呈现出较大的负电性。
破键是高岭石类粘土颗粒带负电的主要原因，而蒙脱石类膨润土中只有很小一部分电荷是由破键产生的。
离子置换是蒙脱石类粘土颗粒带负电的主要原因，而高岭石晶体中很少发生离子置换。10 膨润土活化
利用粘土晶体内的离子交换性质，可以向粘土中加入某种物质，人为地改变膨润土中的离子种类，从而改变膨润土的属性，达到改变膨润土的工艺性能。
这种利用离子交换处理技术称为膨润土的活化处理，所加入的物质称为活化剂。目前我国开采的膨润土几乎都是钙基膨润土，往往满足不了生产要求，活化处理是唯一方法。
●常用的活化剂：Na2CO3 Na2CO3在水中能完全电离成Na+和CO 3 2-，使溶液中的Na+浓度增加，逐步将钙基膨润土中的Ca2+置换出来。被置换出的Ca2+与CO 3 2-生成 Ca CO 3，不溶于水，从而使交换反应进行完全。钙膨润土经活化处理后与天然钠膨润土的性能相近。
11、粘土的复水性
粘土在受热后仍能吸水的性质称为复水性。这是粘土型砂可以多次回用的主要原因。但如果加热温度过高，使粘土失去结构水，粘土的矿物结构一旦遭到破坏，致使粘土成为不再具有粘结性的失效粘土（也称死粘土），这也是粘土型砂反复使用后性能变坏的主要原因。
13、粘土对型砂性能的影响
① 湿压强度
粘土量增加，湿抗压强度增高，增加到一定程度，容易成团，强度不再增加。膨润土砂的湿压强度比普通粘土砂高很多。湿强度随水份增加存在极大值
② 透气性
在水分最适宜状态下，透气性随膨润土量的增加而提高透气 性与水分关系与湿压强度类似，但数值要高一些，与重量最低值相当
③ 干压强度
一、粘土砂类别
1、根据合箱和浇注时的状态不同分类
（1）湿型砂：不要烘干，直接浇注。
（2）干型砂：
浇注前将整个砂型放入窑中烘干。
（3）表面烘干型砂：浇注前对型腔表层烘干一定深度，一般5-10mm，大件20mm，保持砂型内部为湿型
2、根据造型时的情况分类：
（1）面砂：是指特殊配制的在造型时铺覆在模样表面，形成型腔表面的型砂。直接接触金属液，其质量对铸件影响大。
（2）背砂：面砂背后，填充砂用的砂，不直接与金属注接触。
（3）单一砂：在浇注中小型铸件时，耗砂量不大，不分面砂、背砂，用单一砂砂 粘土型砂质量指标体系
（1）透气性——型芯砂允许气体通过并逸出的能力
透气性不易过高，过高会容易使铸件造成粘砂缺陷
透气性不易过低，过低会容易使铸件造成气孔缺陷
一般情况下，透气性控制在100~120（2）含水量——水分在型砂中所占质量分数
含水量不易过高，过高会使型砂残留强度高；脆性大；不易落砂；含水量不易过低，过低使型砂混合不均匀，粘土没有充分湿润；韧性低；起模性差；易冲砂、掉砂；粘结力低
一般情况下，控制型砂含水量在3~4.5% 含有最适宜水分含量的型砂，具有良好的综合性能指标
实际生产中，判断型砂含水量是否合适：●根据手捏砂团时，是否沾手来判断型砂干、湿程度●根据手捏砂团时，感觉砂发散、柔韧、易变形来判断型砂的可塑性●根据手捏砂团和折断砂团时的用力来判断型砂的强度●根据砂团落地时的破碎情况来判断型砂的韧性（3）紧实率——型、芯砂紧实前后的体积变化
型砂的紧实率对水非常敏感，含水量的微小变化将引起型砂紧实率的较大变化。紧实率＝[（筒高－紧实距离）/筒高] 最适宜含水量的型砂，其紧实率通常表现在45左右。
实际生产中，一般控制范围在43~47，即能获得最适宜的含水量，即能获得良好的型砂综合性能
型砂的紧实率对控制型砂质量的作用
①由于紧实率对水分非常敏感，水分有0.2%的变化时，紧实率就能够反映出来，因此，紧实率数据能够判断水分含量是否适合于造型；②紧实率可以反映型砂吸水物质的变化，当紧实率不变，而水分变化时，则反映出型砂中吸水物质的变化；③紧实率与湿压强度和水分一起考虑，可推测出粘土含量、有效粘土含量和混砂效率，因此，生产中用紧实率控制型砂性能是一种简单而迅速的方法。钠水玻璃基本参数及质量要求
1、水玻璃模数：
水玻璃模数是指水玻璃中SiO2与Na2O的摩尔数之比
MSiO2摩尔数SiO2百分含量＝1.033Na2O摩尔数Na2O百分含量
模数是铸造用水玻璃的主要技术指标之一。水玻璃模数大—SiO2的相对含量高—粘性大。
特别注意：SiO2 相对含量高，不说明水玻璃中Na4SiO4的质量分数高。
模数只能反映水玻璃中SiO2和Na2O的相对含量，而不能表示水玻璃中硅酸钠含量的多少，因此，水玻璃的性质必须同时用两个指标表示：模数和密度（波美度）d=144.3/(144.3-Be)(比水重）;d=144.3/(144.3+Be)；模数和密度过大，其硬化速度太快，保存性差，不利于造型。
铸造用水玻璃常选用：模数：2.0～3.0； 密度：1.32～1.68g/cm3(Be35 ～ 54)水玻璃的模数和密度均影响着水玻璃的粘度。●水玻璃的粘度随着密度的增加而增加●水玻璃的粘度随着模数的增加而增加 硬化机理
1、用CO2硬化
▲水玻璃溶液的水解平衡：由于水玻璃的固有特性，决定了溶液存在水解平衡 Na2O ·mSiO2+（n+1)H2O
mSiO2 ·nH2O+2NaOH 当吹入CO2气体：●因为CO2 是一种脱水能力极强的气体，它能顺利的从砂粒间的缝隙流过，增加了与水玻璃的接触面积，使水玻璃部分脱水，在脱水过程中，与水玻璃中的水反应形成碳酸，导致水玻璃的PH值骤然降低而达到迅速硬化。CO2+ 2NaOH=Na2CO3+H2O+Q（放热）●硅酸分子间不断脱水缩合形成长链硅酸溶胶，再进一步脱水形成网状结构的硅酸凝胶薄膜，包覆在砂粒表面，从而将砂粒粘结在一起，使砂型具有一定的强度。水玻璃砂的特点
与粘土砂比较具有许多优点：（1）流动性好：容易紧实，劳动强度低；（2）硬化速度快：生产周期短、生产率高；（3）硬化强度高：砂型芯的尺寸精度易保证、铸件产生缺陷少、提高铸件成品率；（4）可取消或缩短烘烤时间：降低成本、改善劳动环境；
主要缺点：旧砂溃散性差，硬化后保存性差
影响水玻璃砂出砂性的因素有：水玻璃的模数；水玻璃砂的高温强度和残留强度； 模数越低——出砂性就越差；高温强度和残留强度越高——出砂性就越差
水玻璃砂的残留强度随温度的变化呈双峰特性
改善水玻璃砂出砂性差的途径：
1、在水玻璃砂中加入附加物----有机物、无机物、铸造用粘土、高铝矾土
●有机附加物：如糖类、树脂类、油类、纤维素类材料。这些材料在高温下挥发、汽化或燃烧碳化，能在一定程度上破坏水玻璃粘结膜的完整性，可显著改善水玻璃砂在600℃的出砂性。
但在800℃以上，水玻璃熔化会弥合有机物造成的粘结膜的不完整性，故效果并不明显。
●无机附加物：如铝、钙、镁等金属氧化物——能在高温下与熔融硅酸钠形成高熔点相，使800℃残留强度峰值后移；——高温相变膨胀后，因收缩系数不同而造成裂纹，形成脆化膜，破坏水玻璃膜的完整性。
●高岭土、膨润土、高铝矾土等也都有不同程度的改善水玻璃砂的出砂性的功能。
2、减少水玻璃用量：
●选用高品位的原砂：中等粗细、砂粒集中、形状圆整、表面光洁；
●尝试有机酯做硬化剂：可在获得相同工艺性能的前提下，减少其使用量。
●水玻璃改性
减少水玻璃用量还有一个优点是：在改善水玻璃砂出砂性的同时，可有效的降低水玻璃砂发气性，减少铸件气孔缺陷。
3、降低易熔物的含量
减少钠的存在量，是提高水玻璃熔融温度，降低残留强度的关键。如选用高模数、低粘度的水玻璃；或改用钾水玻璃、锂水玻璃等
就其粘结力而言：Na ＞ K ＞ Li
就其出砂性而言：Li ＞ K ＞ Na 就抗吸湿性而言：Li水玻璃最好，但价格高
4、采用石灰石砂替代硅砂
粘砂及解决途径
用水玻璃砂铸造生产铸铁件及厚、大型铸钢件时，常出现铸件粘砂甚至严重粘砂现象 防止粘砂的途径：
铸铁件：可在水玻璃砂中加入适量的煤粉（3～6％）或在铸型表面刷涂料
铸钢件：●型（芯）表面刷涂料；●在水玻璃砂中加易熔的硅酸盐材料（如冶金炉渣）●加入少量的氧化铁、氧化锰等
这些都能促使铸钢件表面形成容易清除的玻璃体物质。这种玻璃体物质与铸件表面结合力较弱，且收缩系数与金属不同，因此，能很容易的从铸件表面剥落 型芯表面粉化及解决途径
水玻璃砂吹CO2硬化后，放置一段时间，有时在型（芯）表面会出现象“白霜”一样的物质，这种现象称为表面粉化，严重降低型（芯）的表面强度，浇注时容易产生冲砂缺陷。
●“白霜”的成分：NaHCO3 ●“白霜”的形成原因：是由于水玻璃砂中含水量过高或CO2过多引起的Na2CO3+H2O→ NaHCO3+NaOH
Na2O+CO2+H2O→2NaHCO3 NaHCO3随水分向外迁移到型（芯）表面
防止表面粉化的方法：
1、控制水玻璃砂含水量不宜过高；
2、吹CO2时间不宜过长；
3、制好的型（芯）不要久放；
4、在水玻璃砂中加入适量糖浆（占砂重1％）；
附加物
型砂中除了含有原砂、粘土、水分以外，有时人为的加入一些其他材料，以使型砂具有某些特殊性能，并改善铸件的表面质量。这些材料统称为附加物。
常用的铸造附加物有：煤粉、渣油（又称重油）、淀粉、糊精
（一）煤粉 ▲主要指标：高品位的煤粉应具有以下性能指标：灰分＜5%；硫分＜ 1% ；光亮碳10%左右 ；固定碳＞50% ▲煤粉作用：预防铸件机械粘砂，改善铸件表面质量
煤粉在高温作用下所产生的碳氢化合物挥发分与还原性气氛发生气相热解而在金属与铸型界面上析出一层光亮碳，有效的阻止了界面反应，对防止机械粘砂，提高铸件表面质量有显著作用；防止金属液被氧化;堵塞孔隙,阻止金属液渗入;减少膨胀应力
（二）渣油
渣油分类：渣油，又称重油，通常分为常压渣油，减压渣油、裂化渣油；铸造常用的是常压渣油和减压渣油
主要成分：大分子的油分、石蜡、胶质和沥青质
物理特性：呈深褐色粘稠膏状物
主要作用：◆（与煤粉配合使用）能增强煤粉防粘砂效果；◆提高型砂流动性，便于造型紧实；◆ 减弱型砂对型模的粘附作用，改善起模性能；◆ 改善型砂韧性，提高型砂表面抗风干性能和强度
应用：使用前用轻柴油稀释成粘度合适的渣油液；渣油与轻柴油配比为90：10～60：10；
加入量
一般在1.0％左右（面砂中）
缺点
浇注时发出大量烟气，污染环境，所以不能用渣油液全部代替湿型砂中的煤粉。
有机化学粘结剂类型（芯）砂
合脂的硬化机理： 合脂的硬化——属于化学硬化，是由低分子化合物转变成高分子化合物的过程。过程包含：不饱和脂肪酸的氧化聚合反应和羟基酸的脱水缩聚反应
●
两个分子的羟基和羧基脱水：一个羟基酸分子中的羟基与羧基分别与另一个分子中的羧基与羟基互相进行缩聚反应，反应生成化学上的“交脂”
●
羧基酸本身的羟基和羧基脱水：反应式中的两个羟基酸中的羟基与羧基还可以与其他羟基酸中的羧基与羟基继续进行脱水聚合生成长链状的聚合物
●
羟基酸在加热过程中因脱水形成不饱和酸。
继续加热使不饱和脂肪酸发生氧化聚合反应
氧化聚合反应和脱水缩聚反应的结果：使合脂的相对分子质量增大，粘结膜从液态转变为溶胶，进一步脱水缩聚转变成凝胶，最后变为坚硬的弹性薄膜，使砂芯具有较高的强度 合脂砂的特性
（1）湿强度低：一般只有2.0~4.0KPa。增加合脂加入量，湿强度降低。
提高合脂砂湿强度的措施：▲ 加入少量的粘土，加入量一般为0.5~2%，但每增加1%的粘土，合脂砂的干强度则会下降10~15%▲ 同时加入膨润土和糊精，加入量： 膨润土—1.5~2.0%；糊 精
—1.0~1.8%，湿强度可高达12~20KPa ；同时干强度下降也减少
（2）流动性差：合脂在常温下粘度大，流动性差，造芯时不易紧实。
解决合脂砂流动性差的方法：▲尽可能减少合脂的使用量▲在合脂砂中加入少量（≯0.5%）的油类粘结剂▲选用粒度分布较均匀，杂质含量较少的圆形原砂▲降低合脂粘度
正确控制稀释比，改煤油为汽油作稀释剂▲控制粉状材料加入量▲可用脱模剂或用煤油擦洗芯盒，预防粘附芯盒
（3）蠕变性大
蠕变性：是指制作好的合脂砂型（芯），在湿态下放置时或在烘干过程中逐渐变形的现象。
合脂砂的蠕变性大是由于合脂的粘度特性所决定的：粘度大—流动性差—紧实度低—湿强度低—在自重作用下砂粒下滑—引起型芯变形
防止方法：▲ 在芯砂中加入糊精等附加物，以提高湿强度▲ 增加砂芯中的芯骨或改变芯骨形状▲ 烘干时采用成型烘芯板▲ 湿态砂芯要轻拿轻放▲ 烘干时采用高温入炉，快速加热即使表面快速硬化▲ 造芯时尽量舂紧
（4）吸湿性差：合脂是憎水材料，其硬化反应是不可逆的，因此，在不加其他水溶性附加物时，合脂砂吸湿性很小。但通常合脂砂中常加入某些水溶性材料，如糊精、纸浆等，故吸湿性明显增大。
（5）发气量大：合脂砂的发气量是随着烘干温度的变化而变化的。烘干温度低，发气量大；烘干温度高，发气量低。
（6）容让性和出砂性良好：当合脂粘结剂在＞300℃时发生快速分解；500 ℃时开始燃烧；至600 ℃时开始失去强度，故其容让性和出砂性良好。植物油的硬化机理
植物油的硬化主要是依靠不饱和脂肪酸的氧化聚合反应
反应大致分为三个阶段：
●
挥发：型芯在烘干过程中的水分蒸发和碳氢化合物的挥发
●
氧化：型芯在烘干过程中，由于双键的不稳定，空气中的氧进入双键部分与碳原子结合形成过氧化物
● 聚合：过氧化物极不稳定，很容易与含有双键的其他分子发生聚合反应，使油的分子增大，粘度增加。
氧化聚合反应的结果：● 从低分子状态逐渐转变成网状高分子化合物
● 由液态逐渐变稠，最后形成坚硬的固体，从而使植物油砂具有很高的干强度
氧化聚合（硬化）过程是不可逆的植物油的硬化条件：●
油分子中必须具有双键结构，双键越多，越容易在氧化聚合反应中形成网状结构，油砂的强度越高●
硬化过程必须有氧参加，供氧越充分，硬化速度越快，硬化强度越高●
加热是硬化加速的重要条件，但温度过高，会使油发生分解或烧损 植物油的质量指标
▲ 碘值：每100g油所能吸收碘的毫克数 碘值越大，不饱和程度越大，硬化速度越快
植物油按碘值不同分为：干性油（碘值＞150
如桐油、亚麻油等）；半干性油（碘值100～150）；不干性油（碘值＜100
如花生油、猪油等）
铸造生产中常用：干性油、半干性油
▲
酸值：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH毫克数，酸值越小，游离脂肪酸越少，油的品质越好
▲ 皂化值：中和1g油脂水解后生成的脂肪酸总量所需KOH毫克数，皂化值越小，说明油脂中杂质越多，脂肪酸平均分子量越大，油的品质越不理想
▲ 比强度：是衡量粘结能力的重要指标，植物油的比强度一般在0.8～1.0MPa。树脂的种类、硬化机理及选用
▲ 树脂的分类：铸造用树脂粘结剂的种类很多，按树脂的基本组成可分为三大体系：呋喃树脂、酚醛树脂、脲烷树脂
大多是以脲醛、酚醛和改性糠醇为基础的化合物 脲醛呋喃树脂(呋喃Ⅰ型）：主要是由糠醇、尿素和甲醛在乌洛托品的催化作用下缩合而成的液态先行树脂。即由糠醇改性的液态脲醛树脂 摩尔比约为：尿素：甲醛：糠醇 = 1：2.95：0.92 其中，糠醇是一种改性材料，可提高其耐热性能，获得高热强度 ● 物理特性：淡黄色~深褐色、粘稠液体
● 硬化机理：由于呋喃环上的不饱和双键等活性反应基团的存在，通过加热或在某些酸性催化剂作用下，分子间连续发生脱水缩聚以及双键间聚合等交联反应，反应的结果由粘稠液体转变为大分子质量的体型结构而导致迅速硬化。
●
脲醛呋喃树脂特点：综合性能好，价格低廉，硬化速度容易控制，应用较为广泛。但是：在加热时，脲醛逸出NH3，氨又分解成氮和氢，同时向金属中扩散。所以，树脂含氮量越高，铸件产生气孔缺陷的可能性越大。
——增加糠醇含量，意味着树脂中，氮的含量降低，可提高树脂的热强度，降低发气性，降低吸湿性，延长存储期，但增加砂芯脆性。
——我国的呋喃Ⅰ型属于这一类树脂 酚醛呋喃树脂(呋喃Ⅱ型）：主要是由糠醇、苯酚和甲醛三种单体在二价金属离子的作用下，生成高邻位线性结构的液态缩聚树脂。即由糠醇改性的液态酚醛树脂
——我国的呋喃Ⅱ型热芯盒属于这一类树脂
● 特点：这种树脂强度低，脆性大，溃散性和流动性较差。
● 增加糠醇含量，可提高砂芯强度，改善硬透性，延长树脂存储期。但成本提高。●
用途：这类树脂因不含氮或含极少量氮，因此，主要用于铸钢件和球墨铸铁件 催化剂
催化剂又称硬化剂、固化剂
● 催化剂的作用：与粘结剂共同作用促进硬化反应
● 对催化剂的要求：——在室温下应处于潜伏状态，常采用中性或弱酸性盐——在特定条件下被激活成强酸，促使树脂砂迅速硬化
催化剂的种类：国内常用催化剂有：无机酸、有机酸
——无机酸主要是磷酸，如氯化铵、硝酸铵、磷酸铵的水溶液
——有机酸主要是磺酸，如笨磺酸、対甲苯磺酸、对氯笨磺酸、酚磺酸、萘磺酸 氯化铵和尿素的水溶液
用途： 主要用于呋喃Ⅰ型树脂砂作热芯盒 配比： 氯化铵：尿素：水＝1：3：3 密度： 1.15～1.18g/cm3 pH值： 6.0～6.4 作用：氯化铵主要起硬化作用
硬化机理：氯化铵是酸性盐，水解后使酸性增强，同时与呋喃Ⅰ型树脂中的游离甲醛反应生成强酸，促使树脂砂硬化；
尿素的作用：是与树脂在硬化反应中逸出的甲醛起反应，从而减少甲醛的刺激性气味，改善劳动环境
加入量：一般为20%（占树脂质量）树脂砂
1、热芯盒：是由液态热固性树脂粘结剂和催化剂按一定比例配制而成的型、芯砂。
●
热芯盒用树脂：脲呋喃树脂（又称呋喃Ⅰ型）
●
热芯盒用催化剂：氯化铵与尿素的水溶液（配比：氯化铵：尿素：水=1：3：3）或：乌洛托品水溶液（配比；乌洛托品：水=1：1.2）
●
热芯盒用附加物：氧化铁粉——
可防止气孔、渗碳；三氯化铁——
可加快低温下的硬化速度；硅烷——
可提高砂芯强度 2.热芯盒法制芯存在的问题：◆ 因尿素受热分解，刺激气味大◆ 厚、薄相差大的砂芯，硬化不均匀，厚处还未硬化好，薄处可能已经过烧◆ 用于铸钢件和球铁铸件时，容易产生皮下气孔和针孔。可加入占原砂重量0.3～1.0％的氧化铁◆ 铸钢件渗碳，可加入占原砂重量3~6％的氧化铁◆ 必须使用金属芯盒，成本高◆ 树脂砂可使用时间有限 覆膜砂
覆膜砂的概念：覆膜砂是将树脂粘结剂均匀包覆在砂粒表面形成的干散型砂（芯）砂。覆膜砂是上世纪40年代随着壳型芯的诞生而出现的造型（芯）用混合料的新产品。70年代引入我国。粘结剂：
●
覆膜砂用粘结剂为：酚醛树脂 ●
酚醛树脂的物理特性：→软化点：
70～110℃→形状及颜色：淡黄色片状、条状、颗粒状
●
酚醛树脂的加入量：壳型——3.5～6％（占砂重）；壳芯——1.5~4.0%（占砂重）催化剂：乌洛托品水溶液
——乌洛托品学名： 六亚甲基四胺，是甲醛和氨的反应产物 ——水溶液配比：乌洛托品：水＝1：1～1.5 ——催化剂的加入量：10～15％（占树脂重）
●
乌洛托品加入量不能过少，过少则带入的氮少，使过多的未形成体型结构的酚醛树脂重新软化或熔化，增大型芯的变形量，但抗开裂能力增强
● 乌洛托品加入量不能过多，过多会使型芯的线膨胀率增大而变形量减少，易开裂。实践发现，铸造生产中，砂芯（型）直接承受液体金属作用只是表面一层数毫米厚的砂壳，其余的砂只起支撑这一层砂壳的作用，壳法铸造由此诞生。壳型（芯）
壳型（芯）的制造方法通常有两种，翻斗法和吹砂法。
1、翻斗法——用于制造壳型
2、吹砂法——用于制造壳芯，吹砂法又分为顶吹法和底吹法。壳型（芯）铸造生产中经常出现的问题：
（1）脱壳：是壳型芯背部脱砂（掉砂）的现象脱壳经常发生的部位：壳型芯自由悬挂的部分，完全受重力作用的部分
脱壳的原因：▲
树脂熔点低；▲
硬化速度慢；▲
模板转动不平稳；▲
模板表面温度不均匀，模样及芯盒局部过冷；▲ 覆膜砂中有水分或酒精；▲
乌洛托品加入量偏高或偏低（树脂膜太厚或太薄）▲
型芯不致密，导热性差；▲
吹砂压力过高或过低 ；▲
吹砂时间过长或过短 ；▲
硬脂酸钙加入量偏高 ；▲
结壳时间太长，结壳太厚；
（2）表面疏松（表面强度低）：
疏松的原因：▲
覆膜砂熔点太低 ；▲
覆膜砂流动性差；▲
排气不好（特别是在深凹处）；▲
砂斗内砂量不足或砂斗高度不够；▲
吹砂空气量不足；▲
吹砂压力低，吹砂时间短；▲
芯盒局部过热或过冷▲
原砂颗粒太粗
（3）浇注时破裂（崩裂）：
主要原因：一是因为树脂强度完全丧失；二是因为覆膜砂热应力或脆性过大 影响因素：▲
型芯热强度太低
▲
结壳太薄
▲
严重脱壳 ▲
硅砂纯度过高，粒度过于集中（热膨胀大）▲
硬化不足或过烧
▲
浇注前已产生裂纹
加入适量水玻璃或添加适量的锆砂可改善崩裂现象（4）铸件表面粗糙（粘砂）主要原因：▲ 原砂颗粒太粗；▲ 壳型芯的致密性差；▲热强度低；▲ 树脂加入量少；▲ 覆膜砂中有杂质；▲ 使用分型剂过量； ▲烘烤过度，壳型芯表面强度低；
（5）出砂性差
酚醛树脂在供氧不足的情况下，使覆膜砂在高温作用下形成坚硬的残碳骨架（结焦），一方面阻碍铸件冷却时的收缩，另一方面使出砂困难。
主要原因： ▲砂芯热强度太高
▲原砂中硅石粉含量高▲树脂加入量偏高▲浇注温度偏低 ▲落砂过早
解决办法： ▲
尽量降低树脂加入量； ▲
控制六亚甲基四胺的加入量； ▲适量添加如高锰酸钾等氧化剂附加物等，均可有效改善覆膜砂的容让性和出砂性。
（6）铸件表面产生橘皮面（皱纹或凹坑）常发生在低碳和低合金铸铁和铸钢件表面
改善措施：●采用激冷砂（非石英质原砂或在硅砂中添加适量的非石英质原砂）；●
增大壳型芯的通气面积，减少型腔内的压力；●
型芯表面刷涂料
（7）气孔（皮下气孔）
通常在生产铸钢件，部分球铁件和较复杂的薄壁铸铁件时，易发生此类缺陷。
主要原因有二：●
粘结剂中含有六亚甲基四胺受热分解出NH3、CN这两种气体的化学结合能较低，进而分解成原子进入液态金属导致气孔发生。
铸造用涂料
一、涂料的作用
砂型（芯）表面刷涂料是提高表面强度和抗粘砂能力，防止铸件粘砂、夹砂、砂眼等铸造缺陷，获得表面光洁的铸件，减少落砂和清理劳动量的最有效的措施之一
涂料的主要作用：⑴ 降低铸件表面粗糙度，防止粘砂 ⑵ 加固铸型表面层，防止冲砂⑶ 使铸件表面合金化，细化晶粒
二、涂料的组成涂料的种类：水基涂料、醇基涂料（快干涂料）
铸造用涂料主要组成：耐火粉料；粘结剂；载液（溶剂）；悬浮剂（稳定剂或稠化剂)；添加剂（包括：表面活性剂、消泡剂、防腐剂、防潮剂、防渗剂、减水剂、着色剂、还原剂、氧化剂、助溶剂等）
优质涂料应具有：⑴ 具有好的悬浮性及再搅匀性⑵ 具有良好的涂刷性⑶ 具有一定的覆盖能力和适当的渗透性⑷ 具有一定的粘结强度和抗裂纹性（耐激热性）⑸ 具有良好的抗粘砂性⑹ 具有低的发气性和良好的存储稳定性
涂料的涂敷方法：刷涂法、浸涂法、喷涂法、流涂法、静电喷涂法
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