（1）不可忽视对树脂砂吹CO₂硬化这种冷芯盒法制芯（型）的开发和推广 近些年，国内外铸造厂广泛采用三乙胺、SO₂冷芯盒法制芯、造型，这些方法的优越性很明显，也给生产和应用单位带来了效益，也针对其可能造成的危害采取了配套处理设备及防护措施。但是将对人体、对环境有严重毒害的气体作为硬化剂引入生产现场，无庸讳言还是使有关操作人员、工程技术人员和管理层担心，也已引起卫生和环保部门的关注。以三乙胺为例，美国原对工人工作现场的空气中允许三乙胺的浓度极限为25ppm，从1986年起，改为10ppm，到1989年，美国工业卫生评定的短期接触极限值（指出现时间只有15min的极限浓度值，并要求一天中出现的次数不多于四次，在60min内只允许出现一次）为5ppm，长期接触极限（指人们工作时间持续超过8h工作日或40h工作周的工作场地）为3ppm。而三乙胺法用异氰酸酯的接触极限，最高限度值为0.02ppm。对SO₂，美国1989年工业卫生评定短期接触极限值也为5ppm，长期接触极限仅为2ppm。整体来说，要使采用三乙胺或SO₂冷芯盒法制芯的作业环境保持这一水平是有难度的，但为了维护工作人员的健康又是必须做到的。从我国来说，现在是以人为本，对环境问题、工人健康问题已受到很大重视，发达国家制定的控制指标，也已是或将是我国卫生和环保部门借鉴的指标。一方面，对正在使用三乙胺或SO₂冷芯盒法制芯的单位加强环境监测；另一方面能够开发出对环境、对人体少、无污染和毒害的气体硬化剂，并有可能取代三乙胺或SO₂法，必将受到普遍欢迎。例如用甲酸甲酯气雾、CO₂气体作硬化剂，尽管其强度等性能还远未达到三乙胺、SO₂法，但已受到普遍关注。这是因为甲酸甲酯在工作现场空气中允许的浓度为：长期接触极限为100ppm，短期接触极限为150ppm；而CO₂在空气中的允许浓度按美国、德国、日本工业卫生标准为9000mg/m³，英国制定的极限为5000ppm，比三乙胺、SO₂安全得多，因此用这类气体作硬化剂的树脂砂冷芯盒法我们应大力借鉴和开发，有好的效果就应注重推广。

（2）酚醛CO₂法树脂砂的禁忌

1）不可忽视酚醛CO₂法用的树脂及原砂。1989年英国福士科（Foseco）公司推出一种含偶联剂的碱性酚醛树脂，命名为ECOLOTEC树脂，意指该树脂从生态学、从工艺技术讲都符合时代要求。它是将合成的液态酚醛树脂用KOH处理成碱性溶液，再溶入硼酸盐、锡酸盐或铝酸盐。用此种树脂配制成的树脂砂，吹CO₂时能够硬化的可能机制，是因为吹CO₂增加了树脂溶液中H⁺浓度，H⁺首先与酚醛负离子结合，形成酚醛分子，酚醛分子再以硼酸负离子为连接桥而交联硬化；或无机盐使酚醛分子络合而胶凝。树脂的加入量：典型的为砂质量的2.0%～3.5%，理想的砂温为15～30℃。所用硅砂要求具有低酸耗值；锆砂和铬铁矿砂也可使用；但橄榄石砂不适用。混好的砂应盖严，因为空气中的CO₂也会使混合好的砂的表层硬化。其可使用时间：15℃通常为5h；30℃降为1h。

2）不可不究酚醛CO₂法树脂砂推而不太广的原因及改进方向。酚醛CO₂法树脂砂从开发到现在已有17年，在我国也进行了多年试验性研究开发工作，但在我国推广应用相对缓慢，原因很多，如该类树脂砂的强度相对于三乙胺、SO₂法来说，强度较低、加入量偏高是主要原因，另外，如果用该类树脂来代替水玻璃，其成本又较高（明显高于水玻璃和人工清砂总成本）。因此推广应用受到一定限制。目前主要用于大型铸造企业的部分铸钢件，包括加工难度较大、难清砂的铸件生产上，其用量不多。但此法自问世以来，由于环境污染轻，硬化工艺简单，生产效率较高等，曾引起广泛重视。为摆脱目前困境，建议：

①对目前用树脂粘结剂进行较全面的改进，重点在于提高强度，降低加入量，包括：

a.对使用的甲阶酚醛树脂在合成中进行改性，改变酚醛树脂结构，改善其脆性，如使酚羟基醚化、在酚核间引入长的亚甲基链及其他柔性基团等，以求大幅度提高硬化后的粘结强度。

b.对所加入的促硬剂如硼酸盐、锡酸盐、铝酸盐等进行改进，一是进行复配，一是更新，以弱化或改变硼化合物可能吸湿，而有可能降低树脂砂强度问题。

②对CO₂硬化用树脂进行全面创新，寻求价格更低、性能更好的树脂，例如将酚醛树脂与水玻璃或改性水玻璃结合等。

（3）聚丙烯酸钠CO₂法用树脂砂的禁忌

1）不可忽视聚丙烯酸钠CO₂法用树脂砂具有的特点。此法用树脂为聚丙烯酸钠水溶液（见表1-34），无毒、无任何气味，也不含苯酚、甲醛、糠醇等；促硬剂为灰白色粉状物，主要组分是Ca（OH）2，为使促硬剂具有更好的性能，通常大都采用有机物改性，贮存期可达一年。采用的原砂最好是经过洗涤、干燥、偏圆形的硅砂，非石英质砂例如橄榄石砂也可以采用。混好的砂不宜敞露贮存，其可使用时间为2～4h（见图1-57）。

表1-34 聚丙烯酸钠树脂的主要技术指标

2）不可忽视聚丙烯酸钠CO₂法用树脂砂的配比。根据砂芯的复杂程度、硅砂质量的不同，此法用树脂砂的大致配比是：树脂加入量为硅砂质量的2.5%～3.8%，促硬剂加入量为树脂质量的25%～42%。图1-58所示为树脂加入量与抗压强度的关系，可知砂芯放置24h的终强度随树脂加入量的增加而增高，初始强度则在促硬剂加入量一定（30%）、树脂加入量约为3%时达到最大值。而促硬剂加入量（为树脂的质量分数）对砂芯强度的影响则如图1-59所示。可以看出：树脂加入量一定（3.5%），促硬剂加入量增加，砂芯的初始强度和终强度均随之提高，达40%后，强度值增加不多。顾忌到粉状硬化剂过多，一则降低树脂砂流动性，二则增加砂中碱性物质，会降低硅砂的耐火度，因此不宜过多。

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图1-57 聚丙烯酸钠CO₂法用树脂砂可使用时间的测定

1—终强度（搁置24h） 2—初始强度（吹CO₂后在1min内测出）

注：1.树脂砂配比：硅砂100、树脂（砂的质量分数）3.5%、促硬剂1.0%。

2.硬化条件：室温25℃、相对湿度70%、吹CO₂10s、CO₂流量2.5m³/h。

图1-58 树脂加入量（砂的质量分数）与砂芯强度的关系

1—终强度 2—初始强度

注：硬化条件：室温25℃、相对湿度73%、吹CO₂10s、CO₂流量2.5m³/h。

图1-59 促硬剂加入量（树脂的质量分数）对砂芯强度的影响

1—终强度 2—初始强度

注：硬化条件：同图1-58。