呋喃树脂消失模工艺在生产大型机床铸件中的应用探究

本文探讨了呋喃树脂消失模工艺在大型机床铸件生产中的应用。首先,介绍了生产现状、挑战和呋喃树脂消失模工艺的基本原理及前景。其次,详细阐述了呋喃树脂消失模工艺的理论基础,包括消失模铸造技术概述、呋喃树脂的特性和应用比较。再次,分析了呋喃树脂消失模工艺在大型机床铸件生产中的工艺流程,并指出了实际应用中存在的问题及改进措施。然后,研究了呋喃树脂消失模工艺对大型机床铸件性能的影响。最后,从成本、经济效益和环境效益等方面分析了呋喃树脂消失模工艺在大型机床铸件生产中的经济性。结论部分总结了优势与不足,展望了应用前景,并提出了改进建议。

酮脲醛呋喃树脂的合成

酮脲醛呋喃树脂是由丙酮。尿素、甲醛和糠醇缩合而成的新型铸造用呋喃树脂。其氮含量为3％，而糖醇含量最低降至60％，具有粘度低、强度高、生产成本低、合成工艺简单等优点。本文介绍了该树脂的合成方法及主要工艺条件的选择与确定。

中氮呋喃树脂合成工艺的试验研究

利用正交试验方法，研究了一种合成中氮呋喃树脂的合适工艺。

中氮呋喃树脂合成

依据铸造行业要求确定配方控制工艺条件，用糠醇、甲醛和尿素等合成的精密铸造用中氮呋喃树脂。

新型呋喃树脂的制备与改性

以糠醇和糠醛为原料在草酸催化作用下发生缩聚制取新型呋喃树脂。研究表明,当糠醇与糠醛的质量比为7:3,草酸用量为原料质量的0.33%,在回流温度下反应3.5h时,反应制得的呋喃树脂黏度达到78 s,且与水玻璃混合良好,采用对苯甲酸作固化剂固化后耐水、耐高温性能优,从而达到改性水玻璃胶泥的目的。采用尿素与甲醛替代所有的糠醛与大部分的糠醇进行缩聚合成出脲醛呋喃树脂。研究表明,当n(尿素)∶n(甲醛)∶n(糠醇)为3∶1∶2,在回流温度下反应3.5h,可获得性价比优的改性呋喃树脂。

呋喃树脂硬化过程中呋喃环反应行为的研究

采用红外光谱法等分析测试手段对呋喃树脂在硬化反应前后的结构变化进行了系统研究。结果表明，酸硬化条件下呋喃环的反应以非氧化破裂为主要形式，并通过羟基之间的缩聚反应和Ｃ＝Ｃ双键的加成反应进一步聚合成立体结构，从而使树脂砂芯具有强度。

呋喃树脂对煤沥青流变性能的影响

采用旋转黏度计测定了含有不同比例呋喃树脂的煤沥青的表观黏度.考察了呋喃树脂对煤沥青表观黏度、残炭率及软化点的影响.同时,采用扫描电镜(SEM)研究了添加呋喃树脂后煤沥青的表面形貌.结果表明,添加质量分数为3.6%～9.0%的呋喃树脂使煤沥青在达到相同黏度值时温度下降5℃～15℃,而残炭率不下降;由于呋喃树脂使煤沥青分子隔开从而改善了煤沥青的流动性能;另外加入适量的呋喃树脂可降低煤沥青的黏流活化能,有利于煤沥青在较宽温度范围内进行工艺操作.

改性呋喃树脂固砂剂用于热采稠油井防砂

本文报道了改性呋喃树脂固砂剂的组成及各种配方变量、固化温度、热老化、岩芯原始渗透率、介质浸泡、蒸汽冲刷等对固结砂岩芯抗压强度和渗透率的影响。这种固砂剂可用于40-350℃温度，形成的人工井壁抗压5-15MPa，渗透率＞0.3μm2，可阻隔粒径＞0．06mm的砂粒。用这种固砂剂在辽河油田锦7、锦45等区块20口热采稠油井和稀油井进行防砂，效果良好。介绍了施工工艺。

呋喃树脂改性煤沥青的机理及热行为研究

以呋喃树脂为改性剂对煤沥青进行了改性,采用傅立叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对呋喃树脂改性煤沥青的机理进行了分析;采用热重和示差扫描量热技术(TG-DSC)对改性前后煤沥青的热解行为进行了分析.实验结果表明,呋喃树脂在煤沥青中起增塑作用,其增塑过程通过四步完成,呋喃树脂与煤沥青发生增塑作用时需要吸收热量;呋喃树脂改性煤沥青的耐热性提高,呋喃树脂对煤沥青的残炭率影响不大.

有色合金用呋喃树脂砂溃散性的研究

呋喃树脂砂用于有色合金铸造时，由于浇注温度低，型芯的演散性较差。对于薄壁铝合金铸件和厚大型芯该问题尤其明显。为解决这个问题，作者以ＫＪＮ－Ⅲ型呋喃树脂自硬砂为对象，就其在不同加热温度下的温度场、残留强度及热强度进行了系统的研究。通过对树脂添加剂与残留强度之间关系的研究，得到几种较好的树脂添加剂。在合适的加入量下，可使呋喃树脂砂的残留强度下降４０％～８０％，取得了令人满意的结果。

铸造用高强度低气味呋喃树脂合成工艺

针对国内生产的呋喃树脂气味大、游离甲醛含量高的缺欠,采用正交试验法优化呋喃树脂的生产工艺,通过对实验数据的极差分析,获得了最佳的合成工艺,制备出强度较高的呋喃树脂.为进一步降低游离甲醛含量,加入了适量的捕醛剂J,有效地降低了树脂中游离甲醛的含量,同时又保持了树脂砂较高的强度.制备出的呋喃树脂具有强度高、低气味等特点.

改性呋喃树脂在气井固砂中的应用

针对某些特殊气藏 ,如未成熟气田或含粘土的粉细砂岩及多层薄层砂岩气藏严重出砂的问题 ,江汉石油学院研制出了新型的改性呋喃树脂固砂剂。室内试验表明 ,该树脂低温下可固化 ,成膜薄 ,对产层渗透率损害率低于 2 0 % ,固结物抗压强度高达 2 0～ 30 MPa。该固砂剂已应用于青海东部气田 ,并取得了较好的固砂、防砂效果。

高水分呋喃树脂的合成

研究了脲醛改性呋喃树脂合成过程中反应温度、甲醛与尿素的物质的量之比、pH值、加料方式及改性剂等因素对产品性能的影响,给出了合成高水分呋喃树脂的较佳工艺条件.通过工艺控制和添加改性剂,制得了树脂砂黏结强度为2.28MPa,水的质量分数为18.9%,游离甲醛的质量分数为0.23%,黏度(20℃)为31mPa·s,外观为棕红色透明液体的呋喃树脂.

球墨铸铁用呋喃树脂砂醇基阻硫涂料的研究

球墨铸铁件用自硬呋喃树脂砂浇注时,铸件表面会产生片状石墨,而渗硫是出现这种现象的主要原因。对比分析了涂料烧结性及涂料组分对S元素的反应性,并通过试验证明了这两种性能指标可以较准确地衡量涂料的阻硫性能。结果表明,采用白云石、石英粉、滑石粉和助熔剂A、B作为耐火骨料的烧结反应型涂料的阻硫效果优于单一的烧结型或反应型的涂料。

利用XRD研究呋喃树脂制备玻璃炭过程中的结构变化

根据热失重曲线和运用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）所测得的实验结果，讨论了聚糠醇（ＰＦＡ）和聚糠酮（ＰＦＫ）两种呋喃树脂在氮气气氛中热解过程中的结构变化。结果表明，两种试样在４５０℃以前，随着炭化温度的升高，聚合物分子的原有序态结构逐渐被破坏；４５０℃以后，随着炭化温度的升高。

呋喃树脂固化体系及其固化机理研究进展

呋喃树脂是重要的粘合剂之一,呋喃树脂的使用性能除了和呋喃树脂本身的性能有关外,还与呋喃树脂固化剂体系有很大的关系。主要介绍了国内外呋喃树脂固化剂体系的研究进展,总结归纳了各种固化剂的优缺点,并对它们的固化性能作了对比。从这些对比中可以得出结论,在生产实践中,固化剂的使用必须根据生产条件和要求进行合理选择,以期发挥出各固化剂自身的优点,降低生产和使用成本。同时,还介绍了酸催化下呋喃树脂的固化机理的研究进展,并展望了呋喃树脂固化剂的发展方向。

大型铸钢件用改性呋喃树脂砂的研究

在常规呋喃树脂合成工艺基础上，通过加入多酚类有机物改性，开发出一种适用于大型铸钢件造型、制芯用的呋喃树脂粘结剂。其主要特点是：有毒气体释放量小（游离甲醛含量≤0．1％），型芯砂粘结强度高（≥1．6MPa），浇注后退让性好。为了降低固化剂中的含硫量和延长型芯砂可使用时间，对普通磺酸固化剂的成分进行了调整，新固化剂中含硫量比普通固化剂降低20％-50％，而树脂砂的可使用时间可延长到60min。介绍了树脂和固化剂在大型铸钢件上成功应用的情况。

基于正交设计的脲醛呋喃树脂合成

针对脲醛呋喃树脂的合成工艺,提出了使用正交设计的方法,系统地对试验结果进行了直观分析和方差分析,得到了影响显著性因子和优化结果。研究表明:反应时间为1 h,反应温度为90℃,反应液pH为8.5时得到的脲醛呋喃树脂砂强度性能最好。

以呋喃树脂为粘结剂铝用冷捣糊的研制

以呋喃树脂为粘结剂,以电煅煤和石墨为骨料,合成了施工温度为20±5℃下的铝用冷捣糊。通过性能检测可知,该冷捣糊优于国内厂家生产的冷捣糊,较国外还有一定差距。另外,利用红外和热重技术分别分析了不同碳化温度下呋喃树脂官能团变化和冷捣糊加热过程中的质量及热量变化,结果表明:碳化温度越高,树脂官能团消失的越完全;冷捣糊热重过程较复杂,可分为3个阶段。

自硬呋喃树脂砂铸钢件热裂的研究

分析了铸钢件形成过程中，自硬呋喃树脂砂具有绝热性和较差的高温退让性以及硬化剂带入的硫，使铸件增硫并收缩受阻，特别是在热节部位的缩松、缩孔附近形成热裂纹源，应力集中。铸件冷却收缩时，小的裂纹源进一步扩展形成裂纹缺陷。针对热裂成因，提出了抑制铸钢件增硫、改善铸型退让性和控制凝固过程温度场分布，消除缩松、缩孔等防止热裂缺陷的措施。