51

艺流程十分契合，说明了酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线初始的酯硬化水玻璃砂造型工艺流程完全适合酯硬化碱酚醛树砂造型工艺流程，两种造型工艺可以直接切换即可。

1.3 酯硬化水玻璃砂造型铸造生产线工艺配置与酯硬化碱酚醛树砂造型的匹配度分析

酯硬化水玻璃砂造型铸造生产线主要工艺配置为连续式混砂机、升降式振实台、翻转起模机、板链式砂型表干炉、振动落砂机、砂型输送（浇注）小车等，其中连续式混砂机关键设备，该生产线采用的连续式混砂机管路系统是酯硬化水玻璃砂水玻璃组分的耐碱性配置的，由于酯硬化碱酚醛树脂砂碱酚醛树脂组分的PH值小于酯硬化水玻璃砂水玻璃组分的 PH 值，因此连续式混砂机管路系统完全可以承受酯硬化碱酚醛树脂砂碱酚醛树脂组分的腐蚀。连续式混砂机粘结剂罐与固化剂罐设置水浴加热，具有恒温自动控制功能，解决了北方地区冬天气温低所造成的水玻璃与碱酚醛树脂粘度大混砂不均问题，并且连续式混砂机采用的齿轮泵克服了其他泵对粘结剂和固化剂液料粘度大影响粘结剂的输出流量的缺点。酯硬化碱酚醛树砂造型基本上也是采用与酯硬化水玻璃砂造型铸造生产线相一致的工艺配置，因此新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线工艺配置是可以满足酯硬化碱酚醛树砂造型的。

通过对酯硬化水玻璃砂原材料、混制工艺、工艺流程、造型生产线工艺配置与酯硬化碱酚醛树砂工艺的匹配性和契合度进行讨论分析，确认酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线完全可以满足酯硬化碱酚醛树砂造型工艺要求的。2、酯硬化水玻璃砂酯铸钢造型生产线“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型技术创新

经对酯硬化碱酚醛树脂砂“双砂”造型的技术创新性分析探讨，从机理上确认了酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线适合酯硬化碱酚醛树砂造型的工艺可行性，结合先期的酯硬化碱酚醛树砂造型工艺，只需进行技术移植便可进行便捷生产。“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型工艺是在酯硬化水玻璃砂造型工艺和酯硬化碱酚醛树砂造型工艺的基础上孵化出的创新工艺，实现了在同一条生产线上“双砂”造型生产模式，即酯硬化水玻璃砂造型工艺、酯硬化碱酚醛树脂砂造型工艺，以及衍生出的“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”造型

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工艺。

2.1 酯硬化水玻璃砂“单一砂”造型工艺

酯硬化水玻璃砂“单一砂”造型直接按指令Ⅰ键，开启酯硬化水玻璃砂的混砂程序，按酯硬化水玻璃砂混砂工艺完成混砂，后续按酯硬化水玻璃砂造型工艺流程完成全部作业流程。

2.2 酯硬化碱酚醛树脂砂“单一砂”造型工艺

酯硬化碱酚醛树脂砂“单一砂”造型直接按指令Ⅱ键，开启酯硬化碱酚醛树脂砂的混砂程序，按酯硬化碱酚醛树脂砂混砂工艺完成混砂，后续按酯硬化碱酚醛树脂砂造型工艺流程完成全部作业流程。

2.3“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型工艺第一步，按指令Ⅰ键，开启酯硬化碱酚醛树脂砂的混砂程序，按酯硬化碱酚醛树脂砂混砂工艺进行混砂、填砂，并按覆砂层厚度 30mm～50mm 对模型进行覆盖，随后进行第二步，按指令Ⅱ键，开启酯硬化水玻璃砂的混砂程序，按酯硬化水玻璃砂的混砂工艺进行混砂，从已覆盖酯硬化碱酚醛树脂砂砂层上填砂，根据酯硬化碱性酚醛树脂砂面砂填砂路线进行酯硬化水玻璃砂的“接力棒”式的填砂直至填满砂箱，砂型震实刮砂后，按工艺流程完成后续的砂型硬化等其他作业环节。由于酯硬化水玻璃砂和酯硬化碱酚醛树脂砂分层填砂，因此必须统筹硬化水玻璃砂与酯硬化碱酚醛树脂砂两个砂种的可使用时间和硬化时间，实现两种砂的同步硬化成型，若控制不好将出现两种砂的分层。笔者按两个砂层同步硬化的模式调整两个砂种的可使用时间和硬化时间，把先期覆盖模型的酯硬化碱酚醛树脂砂的固化剂加入量调下限，减缓酯硬化碱酚醛树脂砂的硬化速度；把后期的填砂的酯硬化水玻璃砂固化剂加入量调上限，提高酯硬化水玻璃砂的硬化速度，实现两个组分的砂层基本同步硬化并牢固结合，构成了“酯硬化碱酚醛树脂砂＋酯硬化水玻璃砂”一体化的“双砂”砂型，类似于原湿型水玻璃砂的“面砂＋背砂”工艺，发挥了酯硬化碱酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂二者的优点，摒弃了它们的缺点。3、“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型技术创新某型号高锰钢齿圈作为一项受力铸件，不允许存在内部及表面缺陷，原酯硬化碱酚醛树脂砂造型工艺生产的铸件是完全满足技术条件的，但酯硬化碱酚醛树脂砂存在着生产成本高问题，而酯硬化水玻璃砂造型工艺生产的铸件又存在表面粘砂等缺

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陷。“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型艺作为一项技术创新，不乏是某型号高锰钢齿圈造型的一个最好工艺选项。

3.1“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型生产某型号高锰钢齿圈技术创新案例

“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型，重点从混砂、造型等核心环节进行过程控制。首先把酯硬化碱酚醛树脂砂的碱酚醛树脂调整到1.8%，固化剂加入量调整到 20%，其次把酯硬化水玻璃砂的水玻璃调整到2.5%、固化剂加入量 12%，按调整的工艺参数开启混砂机先混制酯硬化碱酚醛树脂砂后酯硬化水玻璃砂，酯硬化碱酚醛树脂砂作为某型号高锰钢齿圈铸件面砂先填，酯硬化水玻璃砂作为某型号高锰钢齿圈铸件的背砂后填，即碱酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂以“接力棒”式的填砂，填砂时酯硬化水玻璃砂必须按碱酚醛树脂砂填砂路线进行填砂，填满砂箱震实刮砂后，完成后续其他作业环节。

“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”造型按上述要求进行过程控制，实现了酯硬化水玻璃砂与酯硬化碱酚醛树脂砂“双砂”同步固化，且砂型无分层现象，经现场检验“双砂”砂型表面光洁、强度高。在浇时该砂型无呛火、金属液飞溅,以及钢液在冒口中无“翻腾”现象。砂型落砂时残留强度低、溃散性好，铸件易清理，无粘砂缺陷和内腔隐藏性问题，铸件表面质量好，内在质量优异。经对某型号高锰钢齿圈铸件进行了首件鉴定、内部解剖和尺寸划线、特殊过程的确认，以及试生产等环节的工艺验证和考核，表明“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”能够满足某型号高锰钢齿圈铸件对型砂独特要求，“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”砂型及高锰钢齿圈铸件情况见图4。

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图 4 某装备高锰钢齿圈砂型及铸件3.2 “酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型应用实践在“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型试制某型号高锰钢齿圈取得显著技术效果的基础上，后扩展到厚大低合金钢齿圈和碳素钢轮毂等其他铸钢件的生产。低合金钢齿圈和碳素钢前/后卡箍体砂型及铸件情况见图5、图6。从图中可以看出“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”砂型强度高、表面质量好，无裂纹，铸件表面质量好。

图 5 某装备铸钢齿圈砂型及铸件图 6 某装备碳素钢前/后卡箍体砂型及铸件

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4 结束语

通过“酯硬化水玻璃砂＋酯硬化碱酚醛树脂砂”“双砂”造型技术创新，解决了酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线初始酯硬化水玻璃砂造型工艺生产铸钢件存在的工艺不足，以及酯硬化碱酚醛树脂砂造型成本高问题，实现了两种砂工艺的优势互补，满足了公司不同品质的铸钢件对型砂独特要求，使酯硬化水玻璃砂酯铸钢造型生产线的工艺得到了扩展，为公司质量提升和产业升级起到了积极推动作用。作者简介：李爽 （1988-），女，汉族，吉林白城人，硕士，工程师，主要从事铸造工艺及铸造仿真模拟。

通讯作者：王旭(1991-)，男，汉族，内蒙古包头人，工程师，主要研究方向为铸造熔炼。 （来源：铸造设备与工艺 2024-4 期）

7.2 山西铸协技术服务项目

1、铸造行业专题培训；

2、提供技术咨询、技术服务、企业环评、环保管家服务；3、铸造企业商务服务(铸件采购与供应)；

4、铸造行业调研、统计与分析；

5、团体标准项目立项，制定、审核工作；

6、编制地方政府产业规划、企业、园区发展规划；

7、编制企业可研报告、项目申报、项目评审工作；

8、铸造产能转移的对接服务 技术职称评定，工程师资格认定；请在线咨询。8.商务信息

8.1 山西省铸造行业协会抖音上线了，请扫描二微码

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8.2 山西省铸造行业协会商务平台

为展示山西省铸造行业整体风貌，增强同行之间的交流与合作，促进山西铸造行业尽快做强做大，释放山西铸造行业产能而筹备并建立的铸件采购平台。通过行业信息平台，收集相关商务信息，为企业联系订单，联系采购商，搭建商务信息共享平台，做好贸易形成的全过程跟踪服务。形式为线下和线上两种。平台的宗旨：

展示行业风貌 关注行业动态增强信息交流促进行业发展联系人：乔 敏 18734862040 崔明珠 13934176886 田建强13453285919

郝鹏飞 18649311901 王广业 13703594116

8.3 山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司，是山西省铸协铸造砂循环利用生产基地（文水）。年处理铸造废砂5万吨，生产覆膜砂4万吨。开发了六大品种，分别适用于小型灰铁、大型灰铁、小型球铁、大型球铁、碳钢及合金钢铸件。企业管理资质齐全，生产设备自动化控制，实验检测设备先进，产品质量稳定可靠。针对客户产品的差异化需求，提供完善的售前售后技术服务。

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山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司覆膜砂技术参数及牌号牌号 性能 数据 牌号 性能数据1#

常温抗拉强度（Mpa） 2.0～2.5

2#

常温抗拉强度（Mpa）2.0～3.5

常温抗弯强度（Mpa） 3.0～3.5 常温抗弯强度（Mpa）5.0～6.0

粒度(目） 70/140 高温抗弯强度（Mpa）3.5～4.5

灼烧减量（100%） 2.16 粒度(目）70/140

发气量(ml/g) 12.8 灼烧减量（100%）2.66

熔点（℃） 100 发气量(ml/g) 13.5

熔点（℃）105

适用范围 灰铸铁 适用范围大件灰铁小件球铁3#

常温抗拉强度（Mpa） 3.5～4.5

4#

常温抗拉强度（Mpa）3.5～4.5

常温抗弯强度（Mpa） 7.5～9.0 常温抗弯强度（Mpa）7.0～8.0

热态抗弯强度（Mpa） 4.0～5.0 热态拉弯强度（Mpa）1.5～2.5

粒度(目） 70/140 热态抗弯强度（Mpa）4.0～5.0

灼烧减量（100%） 2.76 粒度(目）70/140

发气量(ml/g) 14 灼烧减量（100%）≤3

熔点（℃） 108 发气量(ml/g) ≤20

熔点（℃）105

流动性（度）25～29

适用范围

球铁

铸钢件

适用范围合金铸钢5#

常温抗拉强度（Mpa） 3.0～3.7

6#

常温抗拉强度（Mpa）常温抗弯强度（Mpa） 6.0～7.0 常温抗弯强度（Mpa）高温抗弯强度（Mpa） 4.0～5.0 高温抗弯强度（Mpa）粒度(目） 70/140 粒度(目）灼烧减量（100%） 2.66 灼烧减量（100%）发气量(ml/g) 13.5 发气量(ml/g)

熔点（℃） 105 熔点（℃）流动性（度） 28 流动性（度）适用范围 球铁 适用范围

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8.4 《铸造设备与工艺》杂志征订启事

《铸造设备与工艺》杂志，1979 年创刊，双月刊，国家级科技期刊。由太原科技大学主办，国内统一刊号 CN14-1352/TG，国际标准刊号ISSN1674-6694，为国内外多家权威数据库和检索系统收录期刊。

主要内容： 内容覆盖铸铁、铸钢和有色合金等领域，包括砂型铸造、压力铸造、离心铸造、精铸、消失模铸造（实型铸造）等铸造的设备、工艺、模具、材料方面的技术、经验、管理与研究。报道国内、国外铸造领域的先进科技成果、学术研究；产品开发应用与生产实践经验；铸造工厂（车间）的设计、技术改造、工厂经验及经营管理；铸造人才的培养及专业发展方面的文章。

主要栏目：铸造设备；铸造工艺；消失模与 V 法铸造；试验研究；应用研究；专题与综述；设计与计算；3D 打印技术；车间设计；铸造模具与工装；企业管理；教学研究与人才培养；艺术铸造；智能铸造;行业管理与发展；信息与动态；科技成果；铸造市场；企业之窗；人才市场。

期刊订阅：本刊为双月刊，一年 6 期。邮发代号：22-154，国外发行代号：4845BM，定价 15.00 元/期，全年 90 元。全国各地邮局均可订阅，也可直接到本刊编辑部随时订阅，平邮免收邮资费。

电子版《铸造设备与工艺》杂志与纸质印刷版同步发行，每期定价15 元，全年订价 90 元。

欢迎订阅、欢迎投稿、欢迎刊登广告!

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主编：王录才

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