Einführung in das Harzsandgussverfahren

Das Konzept des selbsthärtenden Furanharzsandes

Der Name selbsthärtender Furanharzsand leitet sich vom englischen Wort Furan No-Bake Process ab, Das bedeutet, dass Furanharz als Bindemittel verwendet wird und ein Katalysator zur Durchmischung des Formsandes hinzugefügt wird. Die Sandform kann bei Raumtemperatur ohne Backen oder Durchleiten von Härtungsgas selbst ausgehärtet werden. Es wird normalerweise als bezeichnet “kalthärtender Harzsand” oder auch “Harzsand.” Im Folgenden werden zwei Grundkonzepte vorgestellt.

1.Die Struktur von Furanharz

Der Ring besteht aus Kohlenstoffatomen und anderen Elementatomen (wie O, S, N, usw.) wird als Heterocyclus bezeichnet, und die Nicht-Kohlenstoffatome, aus denen der Heterozyklus besteht, werden Heteroatome genannt. Organische Verbindungen, die Heterozyklen enthalten, werden heterozyklische Verbindungen genannt. Die sog “Furan” ist eine fünfgliedrige heterozyklische organische Verbindung, die ein Sauerstoffatom enthält. Es ist ein allgemeiner Begriff für die Grundstruktur einer Verbindungsfamilie. Im Furansystem, der Heterocyclus ohne Substituenten heißt “Furan,” und seine Derivate werden nach dem übergeordneten Element benannt. Furan selbst hat in der Industrie keinen Nutzen, aber seine Derivate, Furfural und Furfurylalkohol, sind wichtige Rohstoffe der Industrie. Sie sind die wichtigsten Furanderivate. Der wissenschaftliche Name von Furfural ist a-Furanformaldehyd, und der wissenschaftliche Name von Furfurylalkohol ist Furfurylalkohol. Ihre molekularen Strukturen sind wie folgt: Harze, die Furfurylalkohol enthalten, werden Furanharze genannt. Furanharze, die als Gießbindemittel verwendet werden, werden im Allgemeinen aus Furfurylalkohol kondensiert (FA) mit Harnstoff, Formaldehyd oder Phenol, wie Harnstoff-Formaldehyd-Furanharz (UF/FA), Phenol-Formaldehyd-Furanharz (PF/FA), Phenol-Harnstoff-Formaldehyd-Furanharz (UPF-FA^P Formaldehyd-Furfurylalkoholharz (F/FA), usw.

2. Der Härtungsmechanismus von Furanharz kann durch Erhitzen ausgehärtet werden, Durchleiten von Härtungsgas oder Zugabe von Säurekatalysator entsprechend den unterschiedlichen Zusammensetzungen des Furanharzes

Säurekatalysiert (d.h., “selbsthärtend”) Furanharz weist im Allgemeinen einen Furfurylalkoholgehalt von mehr als auf 50%. Sein Härtungsmechanismus ist sehr komplex und noch nicht vollständig verstanden, aber die grundlegende Verharzungsreaktion umfasst die Dehydratisierungskondensation zwischen der ersten Alkoholgruppe von Furfurylalkohol und dem fünften Wasserstoff des Furanrings, Zusätzlich zur Spaltung des Furanrings entsteht Lävulinsäure, die Dehydratisierung der ersten Alkoholgruppe zur Bildung von Ether und Aldehyd, usw.

3.Selbsthärtender Furanharzsand hat folgende Vorteile:

1)Die Gussoberfläche ist glatt, Die Kanten und Ecken sind klar, und die Maßhaltigkeit ist hoch. Dies liegt daran, dass durch Harzsandformen viele Faktoren beseitigt werden können, die Schimmel verursachen (Kern) Verformung, wie zum Beispiel ：

• Der Sand hat eine gute Fließfähigkeit und muss nicht mit einer Stampfmaschine verdichtet werden, Dies reduziert die Beschädigung und Verformung der Form (Kernkasten)
• Die Sandform (Kern) wird nach dem Erstarren entformt, Dies reduziert die durch lose Formen vor dem Entformen verursachte Verformung und Schäden an der Sandform (Kern) beim Entformen;
• Die Form muss nicht repariert werden, Dadurch wird die durch die Reparatur der Form verursachte Verformung verringert;
• Es ist kein Backen erforderlich, wodurch die Verformung der Form verringert wird (Kern) durch Backen verursacht;
• Die Form weist eine hohe Festigkeit und eine gute Oberflächenstabilität auf, Daher ist der Kernkopfspalt klein, und die negative Abschiedszahl ist klein, Dies reduziert die Beschädigung und Verformung der Form während der Kernplatzierung und der Formanpassung und gewährleistet die Genauigkeit der Formanpassung;
• Die Form (Kern) hat eine hohe Härte und eine gute thermische Stabilität, die dem Rückzug und der Migration der Schimmelwand während des Gießens wirksam widerstehen kann, Reduzierung des Thermoschocks der Form. Verformung (wie aufgequollener Sand, usw.);
• Der Sand hat gute Zerfallseigenschaften und ist leicht zu reinigen und zu polieren, Dadurch wird die Beschädigung der Formgenauigkeit des Gussstücks während der Sandentfernung verringert, Schaufel- und Endbearbeitungsprozess.
  Denn die Faktoren, die die Verformung und Beschädigung von Form und Guss beeinflussen, werden bei jedem Prozess weitestgehend eliminiert, Die Oberflächenqualität und geometrische Maßhaltigkeit von Harzsandgussteilen kann dadurch verbessert werden 1-2 im Vergleich zu Ton-Backsand, Erreichen der CT7-9-Genauigkeit und einer Ebenheit von 1-2 mm/600 mm, und die Oberflächenrauheit wird erheblich verbessert.

2)Hohe Formeffizienz, verbesserte Produktivität und Standortauslastung, und verkürzter Produktionszyklus. Die Gründe sind wie folgt:

• Der Formsand hat eine gute Fließfähigkeit und erfordert keine Stopfmaschine zum Verdichten, erspart viel Stopfarbeit
• Die Formfestigkeit ist hoch, Dies erspart die Arbeit, die Form nach dem Entformen zu reparieren;
• Nach dem Auftragen der Alkoholfarbe auf die Form (Kern) wird getrocknet, der Trocknungsvorgang kann entfallen, spart Arbeitszeit und Platz;
• Nachdem der Altsand geborgen wurde, Durch die trockene mechanische Regeneration wird die Sandaufbereitung zu einem geschlossenen System, Dies ist leicht zu mechanisieren und kann viel Altsandaufbereitung einsparen, Sand mischen, Transport und andere Hilfsarbeiten;
• Der Formsand weist eine gute Zersetzung auf, einfache Sandentfernung, weniger Reparaturarbeiten,
• Sparen Sie sich einige Vorarbeiten vor dem Formen (Kern), wie zum Beispiel die Kernverfestigung. Laut allgemeiner Statistik, nach Verwendung von selbsthärtendem Furanharzsand anstelle von Tonbacksand, Die Produktionseffizienz kann dadurch gesteigert werden 40-100%, und die Leistung pro Formflächeneinheit kann um gesteigert werden 20-50%.

3. Reduzieren Sie die Arbeitsintensität, Arbeitsbedingungen und Arbeitsumfeld erheblich verbessern, insbesondere Lärm reduzieren, Quarzstaub, usw., und die Umweltverschmutzung reduzieren.

4. Sparen Sie Energie. Dies spiegelt sich im Wegfall der Ofentrocknung und der hydraulischen Sandreinigung wider, die Verbesserung der Fertigproduktrate von geschmolzenem Eisen, und die deutliche Reduzierung des Druckluftverbrauchs, was erhebliche Auswirkungen auf die Wassereinsparung hat, Strom, Kohle (Koks), usw.

5. Die Harzsandform (Kern) hat eine hohe Festigkeit (inklusive Warmfestigkeit), gute Formbarkeit, geringere Gasemission als andere organische Gussformen, gute thermische Stabilität, und gute Luftdurchlässigkeit, Dadurch können Gussfehler wie Sandanhaftungen erheblich reduziert werden, Sandeinschluss, Sandlöcher, Poren, Schrumpflöcher, Risse, usw., Dadurch wird die Ausschussrate reduziert und komplexe Teile und Schlüsselteile hergestellt, die mit Tonsand nur schwer herzustellen sind.

6. Altsand lässt sich leicht recyceln, und die Recyclingquote kann erreicht werden 90-95%. Es hat erhebliche Auswirkungen auf die Einsparung von Neusand, Reduzierung des Transports, und Vermeidung von Abfallverschmutzung.