型砂粘結劑

型砂拈劑鑄件質量產量影響。鑄件孔、拈砂、疤、熱裂質量，拈劑系。研究改型砂拈劑, 提鑄件質量增產量途徑。型砂粘劑區二系統，般講，粘劑製造鑄型簡單形狀型芯，粘劑製造複雜形狀型芯，區：拈劑熱穩，熱狀態化化。反，粘劑管怎，澆注熱，產排遺留碳質砂周圍，且澆注，拈劑潰散速，完取決化。

古鑄造泥型（古稱陶范）基材料粘強粘土。隨技術展，泥型夾量砂粒，逐漸砂材料，則粘土粘劑。粘土仍廣泛。繼各粘劑，植油、松香、糊精、水玻璃及合成樹脂等。1943年德國J.克羅寧發明用酚醛樹脂作粘結劑製造薄殼砂型。1947年捷克斯洛伐克L.彼德熱拉用水玻璃作為型砂粘結劑，吹CO氣體使其硬化，製成砂型和型芯。這兩種粘結劑的應用開闢了砂型和型芯以化學方式硬化的新途徑。化學硬化就是將少量硬化劑加入到某些有機或無機粘結劑中，通過它們之間的化學物理作用，達到使砂型和型芯在短時間內硬化的目的。化學硬化砂型澆出的鑄件尺寸精度、表面光潔度和生產率都大為提高，很快得到廣泛使用。自50年代後期起，各國陸續採用呋喃樹脂粘結劑，在加熱的芯盒中制芯1～2分鐘后，型芯即能硬化。

型砂粘劑按化組粘劑粘劑類。粘劑粘土、玻璃泥、磷酸鹽等，其中以粘土、水玻璃應用較多。有機粘結劑主要有植物油、糖漿、糊精、羧甲基纖維素、松香、合脂、減壓渣油、瀝青、紙漿廢液、合成樹脂等，以植物油、合成樹脂應用較多。

使用最廣，用量最大的型砂粘結劑。粘土主要是由細小結晶質的粘土礦物組成，如高嶺石和蒙脫石等。粘土依含有的粘土礦物種類和性能的不同，主要分為普通粘土和膨潤土兩類。普通粘土通常又稱白泥，是由高嶺土類的粘土礦物組成，其中含Al2O3較多,耐火性較高的稱為耐火粘土。普通粘土多用於干砂型。膨潤土主要是由蒙脫石類礦物組成，根據吸附的陽離子不同又可分為鈣膨潤土和鈉膨潤土。鈣膨潤土吸附的陽離子以Ca為主；鈉膨潤土吸附的陽離子以Na為主。膨潤土的濕態粘結力比普通粘土高，一般用於濕砂型。

常用的是硅酸鈉或硅酸鉀的水溶液。它們在液態時具有粘性，並在一定條件下能轉變成凝膠狀態，因而可用來作型砂或芯砂的粘結劑。以水玻璃為粘結劑的砂型和型芯中如吹入CO2氣體，只需幾秒到幾十秒鐘就能硬化。在水玻璃型砂中加入硅酸二鈣或有機酯，能使砂型和型芯自行硬化。水玻璃的價格低、無氣味，對環境污染少。水玻璃砂的潰散性差和舊砂回用較困難等問題，已開始得到解決。

最常用的有桐油、亞麻仁油等。主要用於配製芯砂，習慣稱為油砂。油砂的流動性好，硬化后強度高，澆鑄后潰散性好，適合製造形狀複雜、截面細薄的型芯，曾大量用於汽車、拖拉機、水暖器材等的鑄件生產。植物油的來源不足，價格較昂貴，而且需要長時間加熱才能硬化，多已被樹脂粘結劑所代替。

常用的有酚醛樹脂、呋喃樹脂、異氰酸脂、尿脘樹脂等。用合成樹脂作粘結劑，一般應結合硬化方法加入適當的硬化劑。常用的硬化方法有 3種。①加熱硬化：以酚醛樹脂為粘結劑，用加熱的金屬模樣或芯盒製造薄殼砂型或型芯，或者以呋喃樹脂為粘結劑在加熱的芯盒中製造型芯，硬化速度快，生產效率高，鑄件的形狀和尺寸精度以及表面質量都很好。在大量生產的汽車、拖拉機等工業中被普遍應用。②氣霧硬化：以異氰酸酯、尿脘樹脂和酚醛樹脂為粘結劑，吹入胺類氣霧；或者以呋喃樹脂為粘結劑，混砂時加入過氧化物,吹入SO2氣體。用這種硬化方法可以使型芯在幾秒至30秒以內迅速硬化。型芯生產速度快，鑄件形狀和尺寸精度高，而且節省能源，在汽車、拖拉機工業和其他成批生產鑄件的工業中使用日益增多。③常溫自硬：以呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂或異氰酸脂和有羥基的樹脂為粘結劑，同時在型砂中加入液體硬化劑，製成的砂型和型芯在常溫下放置可逐漸自行硬化。由於砂型和型芯不需要加熱烘乾，硬化后強度高，澆注后潰散性能好，鑄件表面質量好，可製造小型、中型及大型砂型和型芯，在機床、礦山機械、動力機械、冶金機械等工業生產中使用較多。

較理想的型砂粘結劑應具有的特性是：①液體粘結劑的粘度低，混砂時輕易與砂粒混合均勻，而且混好的型砂流動性好，可以製成外形複雜的、準確反映模樣表面外形的砂型和型芯。②硬化速度快，最好不經加熱就能硬化，以節約能源和使用價格低廉的非金屬或鋁合金模樣和芯盒。如能採取先硬化、后脫模的方法，就可顯著提高鑄件的外形和尺寸精度。③硬化后強度高，能用來製造外形複雜、截面細薄的型芯，並可減少粘結劑加入量，以便降低鑄件生產成本和減少澆注過程中氣體發生量，減少鑄件產生氣孔缺陷的可能性。④發氣量少，要求粘結劑受熱發氣緩慢、量少。對於和等類鑄件還要求粘結劑的含氮量低，以防止產生皮下氣孔、針孔等缺陷。⑤潰散性好，粘結劑受到高溫作用能自行分解潰散，以防止鑄件凝固后產生內應力、裂紋，並使鑄件輕易清砂。此外，還要求粘結劑不易吸潮或變質，混砂后可使用時間長，不粘附模樣和芯盒，對人體無害，對環境無污染，來源豐富，價格低廉等。