我国小型铸造厂呋喃树脂砂工艺分析与研究
自上世纪80年代末以来，自硬呋喃树脂砂工艺在我国铸造行业得到了迅速推广。自硬呋喃树脂砂最适合于多品种小批量的中大铸件生产，其中机床行业、水泵行业、阀门行业和造船、石化等行业在中呋喃树脂砂工艺的推广应用走在最前面。
随着铸造行业整体水平的不断提高，大量的呋喃树脂砂脱箱线建成投产，很多铸造企业实现了砂不落地，其中呋喃呋喃树脂砂工艺仍占主导地位，酚醛呋喃树脂砂应用比例上升，酚基尿烷呋喃树脂砂工艺比例上升。由于呋喃树脂砂生产线和砂再生成套装置初始投资较大，生产成本相对较高，大多在大中型铸造厂采用。近年来在市场需求的推动下，随着呋喃树脂砂工艺的逐渐成熟，许多小型铸造厂也开始用简易方法采用自硬呋喃树脂砂工艺。这些小铸造厂一般采用简易的混砂机，砂处理单元未能实现自动化生产线，投入了大量的人力劳动，有的小型铸造厂甚至只用铁锨拌砂，用两只小桶计量液料，工艺设备需要进一步改造升级。
1产品特点及生产性质
铸件产品结构不太复杂，有一定的加工余量，非加工面对外观要求不高的单件小批量性质，产品不定型，随着产品市场订单而发生变化，主要为主机厂配套供应铸件毛坯，年产量受主机厂家的影响。铸件产品大部分为灰铸铁件，少部分为球铁件和合金铸铁件，铸件单重低至几千克，高至几吨（主要由厂房内起重设备、熔化设备决定）。
无固定工作班制，年工作天数、设备时基数、工人时基数都具有很大的浮动性，由生产任务量决定。
2工艺设计与分析
2.1熔化工部
熔化设备主要采用中频电炉，部分小型采用冲天炉。加料方式主要以人工加料为主，部分企业实现了自动化加料。铁水成分调节和温度控制依靠经验判断的居多，致使产品质量不稳定，废品率高，增加生产成本。厚大铸件为避免孕育衰退,对高牌号灰铸铁采用Si-Sr-Ba复合长效孕育剂孕育,对球墨铸铁采用Si-Ba复合长效孕育剂孕育，防止石墨针孔等铸造缺陷。其工艺流程依然遵循一般的熔化工艺：各种炉料一配料一熔化一化验一调整成分一浇铸。
2.2造型制芯工部
自硬呋喃树脂砂铸造的造型工部和制芯工部可设计在一起。由于自硬呋喃树脂砂的流动性好，混砂阻力小。部分小型铸造厂将粘土砂混砂机稍作改进后使用，或者采用建筑工地上的石灰砂浆搅拌机。个别小铸造厂只用铁锨人工拌和，液料的称量采用普通容器估计，这样使树脂、固化剂的加入量很高，是不合算的。从企业生产长远利益考虑，除非呋喃树脂砂的混制量很少，购置呋喃树脂砂专用混砂机设备还是必要的，这样有助于提高生产效率和产品质量。小型铸造厂的造型制芯采用生产率为5t/h或10t/h的一台双臂连续树脂混砂机混制型砂后进行造型、制芯。其自硬呋喃树脂砂造型工艺流程见图1.
自硬呋喃树脂砂造型过程中，树脂、固化剂的剂量方式不稳定，导致砂型容易溃散或者退让性差，产品容易产生气孔、夹砂等铸造缺陷；手工造型容易产生铸件外形尺寸不准确，或铸件产品某些结构做错、做反，甚至漏掉的问题；涂料涂刷不均匀，铸件表面质量差。部分中小型产品可以使用通用型板或一箱多件，提高合箱的准确性，防止错箱，提高生产效率。
2.3砂处理工部
铸件落砂主要以人工落砂为主，部分铸造厂购置了振动落砂机，铸件落砂效果较差，为后续的铸件清理工作增加了工作量。旧砂再生采用人工锤击破碎大块砂型，再用矿石用的破碎机破碎的方式完成旧砂回收，其旧砂粉尘的去除则是在破碎机破碎的时候，用大功率电风扇吹走粉尘，导致旧砂回用率低，旧砂表面有机物任然存留，影响旧砂的再次利用；废砂量大，环境污染严重。但部分企业实现了简单机械化砂处理，有助于旧砂回收和铸件质量的提高。其砂处理工艺流程见图2-2。
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2.4清理工部
铸件的清理工艺流程如下为：
清砂→切割浇冒口→表面铲磨→焊补→热处理→抛喷丸清理（外协）→二次表面清理→表面铲磨→检验→合格件入库。
①铸件清理
在铸型冷却到规定时间后，进行开箱落砂。铸件转运至清理区，使用手动风枪进行落芯。采用气冲锤或电动砂轮锯清除浇冒口。将有明显铸造缺陷的铸件分离处理用做回炉料使用，合格的铸件使用气动打磨机进行毛刺、飞边和坯缝等的打磨。浇铸中产生的严重烧结的夹砂清理不完全，残留在铸件内部影响铸件的使用性能。
②铸件热处理
热处理主要完成铸件的消除应力退火。一般采用电加热和燃气加热的台车式热处理炉，加热温度为300℃~800℃。温度控制不准确，铸件机械性能差，影响铸件的使用寿命。
3存在的问题
1）工艺装备落后
由于企业规模小，经济实力较弱，缺乏资金购置先进的现代化的工艺装备，主要采用手工造型或简单的机械化造型，很难实现完全机械自动化，人工劳动力投入量过大。
2）技术水平不高
我国大部分小型铸造企业缺乏必要的实验室和检测手段，经验主义思想严重，自主创新能力较低，只能应付当前生产，没有进一步提高、开发新产品的能力。
3）人员素质不高
我国铸造行业的工作环境相对于其他较恶劣和艰苦，致使铸造企业的技术、管理人员缺乏，分布不均。由于人员素质平均水平较低，没有技术实力改进产品的工艺，多数铸造企业只能生产技术含量低的产品。
4）高耗高排严重
由于工艺设备陈旧，能源利用效率低，消耗量大。环保安全设施投入少，“三废”排放量高，对环境污染严重；工作环境差，对工人身体健康伤害大。不利于社会效益的发展和提高。
4解决措施
1）合理规划厂房工艺布局，杜绝随意布置工艺设备，淘汰使用期限到期的废弃设备。
2）鼓励小型铸造厂使用先进的工艺技术和设备，创新工艺技术。为合资整合创造条件，规范小型铸造厂的管理。
3）组织小型铸造厂的管理人员和技术人员统一参加培训，加强管理和技术的理论知识学习，强化节能减排的意识。
4）加强信息交流，增强企业之间的技术交流与学习。
