我們使用呋喃樹脂砂生產(chǎn)形狀復雜、精度要求高的鑄件積累了一定經(jīng)驗，但在集裝箱角件(材質(zhì)為ZG15Mn)生產(chǎn)中使用呋喃樹脂，結果鑄件拐角處卻出現(xiàn)裂紋。經(jīng)我們多次試驗分析認為：呋喃樹脂中硫是導致產(chǎn)生裂紋的主要因素。采用原砂100+樹脂1．8+固化劑35%～40%(占樹脂量)配制的芯砂能消除角件裂紋缺陷，并且砂芯強度能滿足生產(chǎn)過程的要求。

1試驗過程及分析

1．1提出問題

集裝箱角件(圖1)內(nèi)壁要求凹陷鑄字，精度在0～1．5mm內(nèi)變動。我們選用呋喃自硬砂和CO2水玻璃砂。CO2水玻璃砂起摸時鑄字容易損壞，而且清砂困難；呋喃樹脂在樹脂加人量為2．0%～2．5%時，制成的泥芯字跡清晰，鑄件清砂容易。但是，細清后呋喃樹脂生產(chǎn)的角件鑄件拐角處有很多的裂紋（圖2中箭頭所指處），而水玻璃砂沒有裂紋產(chǎn)生。

1.2試驗內(nèi)容及分析

針對角件上出現(xiàn)的裂紋我們解剖取樣，發(fā)現(xiàn)裂紋斷口暗色，有氧化跡象。借助電鏡分析裂紋斷口和裂紋附近表面，如圖3a，從裂紋斷口上能看到成網(wǎng)狀的硫化物，其含S量為3%；從裂紋附近表面圖3b反映在表面有富硫晶體存在，其S含量為27%，而材質(zhì)中的S含量為0.02%，斷口和裂紋附近表面都說明在出現(xiàn)裂紋表面存在一個富硫層，這個富硫層使鑄件表層機械強度降低。而富硫層中的硫主要來源于型砂，型砂中的固化荊對甲苯磺酸含有硫，對甲苯磺酸在高溫下分解產(chǎn)生S滲透到鑄件表層。

我們分別按：原砂100%+呋喃樹脂1.8%經(jīng)過2到3分鐘轉化成40%（占樹脂量）固化劑，1min后，出砂和原砂100%十白泥105%十水玻璃9%，經(jīng)過5分鐘后，出砂的工藝配砂制成φ30mm×50mm試樣，在高溫型砂試驗儀上升溫到1000℃時，送人試樣保溫3min，觀察和測定其抗壓強度，如表1和表2。

從表1的現(xiàn)象中可以這樣認為：呋喃樹脂在保溫（加熱）時試樣表面掉砂是由于膨脹引起的，反映了呋喃樹脂膨脹比C0₂水玻璃砂大，變形大；而CO₂水玻璃砂試樣的熔化現(xiàn)象說明了它的密度小，加熱時體積要收縮。表2的結果說明呋喃樹脂的高溫強度大于水玻璃砂。因此，在相同條件下，呋喃樹脂型比水玻璃砂型在高溫時有較大的抵抗阻力，對用呋喃樹脂生產(chǎn)的鑄件就易產(chǎn)生裂紋，而水玻璃砂就可能不會出現(xiàn)裂紋。從以上試驗分析可以認為，集裝箱角件產(chǎn)生裂紋是由于呋喃樹脂高溫退讓性差，收縮阻力大，固化劑中含硫在高溫時分解滲入較近表面形成硫脆所致。

2措施和效果

找到了引起集裝箱角件產(chǎn)生裂紋的原因，我們在工藝上采取措施。在不變動呋喃樹脂砂配置工藝的情況下，把泥芯中間挖空，減少泥芯壁厚，結果裂紋數(shù)量和大小顯著降低，但裂紋還時有發(fā)生，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定。對此我們又采取降低型砂中樹脂和固化劑含量的辦法。經(jīng)過多次試驗后，我們認為在集裝箱角件生產(chǎn)上采用呋喃樹脂加入量1．7%～1．8%固化劑占樹脂重的35％～40％時，型砂既能滿足造型強度要求，也能保證鑄件不產(chǎn)生裂紋缺陷。經(jīng)過220多件的生產(chǎn)驗證，采用樹脂加入量1．8%時鑄件沒有產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。

3結論

(1)采用呋喃樹脂砂型生產(chǎn)鑄鋼件，產(chǎn)生裂紋的主要原因是型砂中對甲苯磺酸固化劑含s使鑄件表層滲硫形成硫脆和呋喃樹脂型高溫退讓性差引起的。

(2)集裝箱角件采用呋喃樹脂型生產(chǎn)時，樹脂加入量為1．7%～1．8%，固化劑加入量為35%～40%配方為宜。