树脂砂的固化方式要符合树脂的特点及具体的铸造工艺的要求。固化方式是可以选择的,也可以根据具体情况加以发展,但一般为以下三种方式。
树脂砂是指以人工合成树脂作为砂粒的粘结剂的型砂或芯砂。用树脂砂制成铸型或型芯后,通过固(硬)化剂的作用,树脂发生不可逆的交联反应而固化,从而给予铸型或型芯以必要的强度。
(1)自硬
树脂和固(硬)化剂均在混砂时加入。造型或制芯后,树脂在固(硬)化剂的作用下逐渐反应而自行固化,铸型或型芯也就逐步获得所需的强度。固化的速度可由固(硬)化剂的种类及其加入量来控制。
由于混好的砂要立即用掉,这种方式较适用于制造铸型和较大的型芯,而且多用于小批量生产。
树脂自硬砂制成的铸型和型芯,一般要经过数分钟或数十分钟后起模,起模以后仍有一继续固化的过程。
(2)加热固化
混砂时加入树脂和常温下不起作用或作用微弱的潜伏固化剂。用此种树脂砂制造铸型或型芯后,一经加热,潜伏固化剂就起作用,从而使树脂固化。
(3)吹气(雾)固化
固化剂不在混砂时加入。造型或制芯后,吹入气态固化剂或雾化于气体介质中的液态固化剂,使其弥散于铸型或型芯中,从而使树脂发生交联反应。采用此种方式时,不吹气雾,树脂砂是不会固化的,混成砂可存放较长的时间。吹气雾时,固化极快,一般只需吹几秒钟。采用这种方式生产时,生产率极高,因其较适用于制造批量较大的型芯,故一般通称之为“冷芯盒”法以区别于上述的“热芯盒”法。
第二次世界大战期间,德国的J.Croning发明了用酚醛树脂作为粘结剂的壳型铸造工艺。战后此项专利公开,立即受到了普遍的重视。到了20世纪50年代,各工业国几乎都开始采用此工艺。
20世纪50年代后期,欧洲开始采用由酸性液体催化剂固化的呋喃和酚醛自硬树脂砂,美国大约在1958年前后也正式在生产中使用。
20世纪60年代前后,为适应汽车工业的大发展,出现了呋喃树脂热芯盒法,其生产周期由油砂型芯的几个小时缩短到几分钟。而且,因为是在芯盒内固化后再起模,型芯的尺寸精度大为提高。虽然其工艺的耗能较多,且工作场地的气味较大,但这一工艺很快就在世界各国的汽车工业中广泛使用。